钙钛矿/硅叠层太阳能电池的功率转换效率(PCE)已超过单结电池，但其记录效率仍低于理论最大值，且稳定性远低于晶硅太阳能电池。这些挑战主要源于开路电压(VOC)的显著损失和宽带隙钙钛矿器件的不稳定性，分别由非辐射复合和异质结界面的降解引起。
本文佛山仙湖实验室Mathias Uller Rothmann、福建农林大学杨宁和欧阳新华、武汉理工大学李伟等人开发了一种新型自组装单分子层(SAM)材料——4-(11H-苯并[a]咔唑-11-基)丁基(4-PhCz)，通过增强SAM在氧化铟锡(ITO)上的覆盖率和SAM与钙钛矿的相互作用，双面强化界面。基于1.67 eV带隙的钙钛矿太阳能电池(PSC)实现了1.273 V的VOCVOC(相对于带隙的电压损失仅为0.397 V)和22.53%的PCE。
4-PhCz基钙钛矿/硅叠层电池的为1.96 V，PCE为31.26%，并在氮气环境中25°C下连续运行1000小时后仍保持初始效率的92%。
文章亮点总结
1.新型SAM材料设计：开发了4-PhCz SAM，通过不对称π共轭结构增强ITO/SAM和SAM/钙钛矿界面的相互作用，显著提升界面稳定性和电荷提取效率。
2.高效器件性能：单结钙钛矿太阳能电池实现1.273 V的高VOC和22.53%的PCE;叠层电池效率达31.26%，开路电压1.96 V，创下优异记录。
3.卓越稳定性：未封装的叠层电池在氮气环境中连续运行1000小时后仍保持92%的初始效率，展现了优异的长期稳定性。
