香港理工李刚NC：共吸附自组装单层电池可实现高性能钙钛矿和有机太阳能电池

自组装单层(SAMs)通过显著降低界面能损耗，在实现高性能钙钛矿太阳能电池(PSCs)和有机太阳能电池(OSCs)方面发挥了关键作用。鉴于此，南方科技大学程春副教授和香港理工大学李刚教授&任志伟助理教授&马睿杰研究助理联合在《Nature Communications》上发表题为“Co-adsorbed self-assembled monolayer enables high-performance perovskite and organic solar cells”的文章。本文提出了一种共吸附(CA)策略，使用一种新型的小分子2-氯-5-(三氟甲基)异烟酸(PyCA-3F)，将其引入2PACz和钙钛矿/有机层之间的埋藏界面。这种方法有效地减少了2PACz的聚集，提高了表面平滑度和工作函数，从而提供了一个平坦的埋藏界面，有利于钙钛矿。由此产生的晶体质量的提高、陷阱态的减少以及提取和传输空穴能力的增强推动了基于p-i-n结构的PSCs的功率转换效率(PCEs)超过25%(经认证为24.68%)。采用CA策略的OSCs基于PM1:PTQ10:m-BTP-PhC6光活性系统，实现了19.51%的优异PCEs。值得注意的是，对于其他两个流行的OSC系统也实现了普遍的改进。1000 小时的最大功率点跟踪实验中，封装的PSCs 和OSCs 分别保留了初始PCEs 的约90% 和80%。这项工作引入了一种简单、合理且有效的方法，用于提升SAMs 的性能，在具有有利的p-i-n器件结构的同时，实现了PSCs 和OSCs 的效率突破，并提高了运行稳定性。