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倒置结构 (p-i-n) 钙钛矿太阳能电池(PSCs)近年来取得了显著进展,这主要归功于新型空穴传输层(HTL)自组装单分子层(SAM)材料的发展。通常在SAM材料中引入甲氧基(MeO-)基团,以增强其润湿性并有效钝化钙钛矿的隐埋界面。然而,由于甲氧基具有较强的电子给体能力,基于MeO的SAM材料与钙钛矿层的最高占据分子轨道(HOMO)能级不匹配。

在本研究中,苏州大学王照奎等人引入了甲硫基(MeS-)取代基作为一种更优越的高通用性自组装分子设计策略。作为一种软碱,硫原子能够形成比氧更强的Pb-S键。此外,在CbzPh系列的SAM材料中,MeS-CbzPh展现了更优化的HOMO能级和增强的空穴传输性能。因此,以MeS-CbzPh为HTL的器件实现了令人印象深刻的26.01%的光电转换效率(PCE),并表现出较高的稳定性,在最大功率点追踪(MPPT)1000小时后仍保持了93.3%的效率。

此外,与常用的基于4PACz的SAM分子系列相比,MeS-4PACz在其同类材料中也表现出了最佳性能。我们的研究为SAM材料的分子设计提供了宝贵的见解,提出了一种高度通用的功能性取代基。

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Methylthio Substituent in SAM Constructing Regulatory Bridge with Photovoltaic Perovskites

Chun-Hao Chen, Gui-Wang Liu, Xin Chen, Caner Deger, Run-Jun Jin, Kai-Li Wang, Jing Chen, Yu Xia, Lei Huang, Ilhan Yavuz, Jian Fan, Zhao-Kui Wang

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202419375

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