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李萌&唐颖&刘海瑞Angew:π-共轭分子桥策略构建高效空穴传输通道用于反式钙钛矿太阳能电池

来源:知光谷 发布时间:2025-09-05 08:54:25
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金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)虽具潜力,但仍受限于效率不足和长期稳定性差的问题。在反式PSCs中,自组装单分子层(SAMs)因其良好的能级对齐和可忽略的寄生吸收被广泛用作空穴选择层(HSLs)。然而,传统SAMs分子间作用力弱,易导致薄膜聚集、界面接触差和严重的非辐射复合。

为解决这些问题,内蒙古师范大学刘海瑞、河南大学唐颖和李萌等人设计了一种多功能π-共轭分子2TPA-SP,其以螺芴为桥接骨架,能与咔唑类SAMs形成强π–π堆叠,增强薄膜致密性和界面覆盖。分子中的甲氧基可与未配位的Pb²⁺配位,有效钝化界面缺陷;三苯胺单元则提升空穴提取与传输能力。

基于2TPA-SP的器件实现了26.45%的光电转换效率(PCE),并在AM 1.5G光照下连续运行1000小时后仍保持93.6%的初始效率。此外,10 cm × 10 cm迷你组件也实现了22.26%的高效率,显示出该策略的可扩展性与实际应用潜力。

文章亮点:

  1. 提出π-共轭分子桥接策略:通过2TPA-SP分子与SAMs形成强π–π堆叠,显著提升空穴传输层(HTL)的致密性、均匀性和界面接触。
  2. 多功能界面调控:甲氧基与Pb²⁺配位钝化缺陷,三苯胺单元增强空穴提取,同时缓解钙钛矿薄膜残余应力,提升结晶质量。
  3. 高效稳定兼备:器件效率达26.45%,1000小时光照后仍保持93.6%效率,10 cm × 10 cm组件效率达22.26%,具备良好的规模化应用前景。

Y. Zhang, Y. Tang, Z. Zhang, J. Zhao, H. Wu, Z. Li, J. Yang, Y. Zhou, Z. Su, H. Liu, M. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202514640.

https://doi.org/10.1002/anie.202514640

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/05/50007818.html

责任编辑:wanqin

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