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主要内容

可化学修饰的小分子空穴传输材料（HTMs）在打造高效且可扩展的钙钛矿太阳能电池（PSCs）方面存在巨大潜力。相较于新兴的自组装单层膜，小分子HTMs在大面积沉积及长期运行稳定性方面展现出了更高的可靠性。然而，当前反式PSCs中的小分子HTMs在平衡电荷传输能力和界面兼容性方面仍面临挑战，这导致了其光电转换效率（PCE）长期徘徊在24.5%以下。

本文详细报道了由南方科技大学 王树勋教授、徐保民教授，湘潭大学 闫磊教授以及香港城市大学Alex K.-Y. Jen（任广禹）教授带领的研究团队对HTMs主链和功能团的精心设计。他们优化了一个简单的平面线性分子主链，使其迁移率超过7.1 × 10^-4 cm^2 V^-1 s^-1，并显著增强了其界面锚定能力。得益于表面性能和锚定效应的改善，这些定制的HTMs在HTM/钙钛矿异质结处实现了更紧密的界面接触，大幅降低了非辐射复合和传输损失，从而取得了高达86.1%的填充因子。这项研究成功突破了小分子HTMs，尤其是大面积器件长期面临的效率瓶颈。因此，他们制备的钙钛矿太阳能电池在面积为0.068 cm²的器件上，实现了高达26.1%的光电转换效率（PCE）（经认证为25.7%）而在面积为1.008 cm²的器件上，也展现出了24.7%的PCE（认证值为24.4%）这一卓越表现刷新了倒置钙钛矿太阳能电池中小分子空穴传输材料（HTMs）的光电转换效率纪录。

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文献信息

Small-Molecule Hole Transport Materials for >26% Efficient Inverted Perovskite Solar Cells

  • Jie Zeng，Zhixin Liu，Deng Wang，Jiawen Wu，Peide Zhu，Yuqi Bao，Xiaoyu Guo，Geping Qu，Bihua Hu，Xingzhu Wang，Yong Zhang，Lei Yan，Alex K.-Y. Jen，Baomin Xu
  • https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c13356