空穴收集单层膜极大地促进了反式钙钛矿太阳能电池(PSCs)的发展。然而,到目前为止,报道的单层材料中的大多数锚定基团都被设计为与透明导电氧化物(TCO)表面结合,导致其他功能的可用性较低,例如调节单层表面的润湿性。鉴于此,京都大学Minh Anh Truong&Atsushi Wakamiya于期刊《Angewandte Chemie-international Edition》发表文章“Tetrapodal Hole-Collecting Monolayer Materials based on SaddleLike Cyclooctatetraene Core for Inverted Perovskite Solar Cells”。该团队开发了两个可锚定的分子,4PATTI-C3和4PATTI-C4,通过一个鞍状的吲哚-熔融环四烯作为p核,四个膦酸锚定基团通过丙基或丁基链连接。这两种分子在TCO底物上形成单层。由于环状四烯骨架呈鞍形,四个磷酸锚定基团中有两个指向上方,从而形成亲水表面。与使用4PATTI-C4作为空穴收集单层的器件相比,基于4patti-C3的器件具有更快的空穴收集过程,对于微型电池(0.1 cm2)和微型模块(1.62 cm2),功率转换效率分别高达21.7%和21.4%,并且具有良好的工作稳定性。这项工作说明了多极分子的结构修饰如何在吸附到TCO底物后实质性地调节孔收集单层的功能。
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