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自组装单层(SAMs),特别是由咔唑和膦酸组成的分子,广泛应用于倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的有效空穴选择层(HSL)。然而,咔唑膦酸SAM与金属氧化物(如ITO)之间的化学键合不足,以及咔唑膦酸SAM在溶剂中的自聚集,导致HSL不均匀,进而影响PSCs的功率转换效率(PCE)和稳定性。

本文郑州大学薛堂月、郭强、南昌大学胡笑添和嘉兴大学周二军等人采用一系列苯甲酸材料(BAs),包括对氟苯甲酸(FBA)和对甲苯甲酸(MBA),作为后组装分子,有效填补[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸(Me-4PACz)分子之间的空隙,形成更致密的HSL,促进了钙钛矿埋层界面的钝化。此外,后组装的BAs具有不同的偶极矩,可以有效调节Me-4PACz HSL的功函数,促进电荷载流子的传输和提取。因此,基于Me-4PACz/FBA HSL的PSCs实现了25.58%的冠军PCE。

此外,未封装器件在户外存储800小时(相对湿度≈60%)和在手套箱中存储2000小时后,PCE分别保持了82%和94%。这种后组装技术提高了器件的PCE和稳定性,为PSCs的进一步发展开辟了一个简单而有效的路径。

F. Yuan, T. Xue, M. Du, H. Huang, R. Zeng, L. Li, C. Wang, Z. Song, Q. Guo, X. Hu, E. Zhou, Post-Assembled Dipole Benzoic Acids Modified Me-4PACz for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells. Adv. Funct. Mater. 2025, 2425145.

https://doi.org/10.1002/adfm.202425145

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