战略性地利用自组装单层膜(SAM)显著提高了倒置钙钛矿太阳能电池(IPSC)的界面接触和功率转换效率(PCE)。然而，SAM 和钙钛矿层之间的粘附力不足仍然是一个关键挑战，限制了进一步的性能增强。鉴于此，海南大学孙萍萍&南方科技大学徐保民&Aung Ko Ko Kyaw在期刊《Advanced Materials》发文，题为“Adhesively Bridging Co-Self-Assembled Monolayer and Perovskite Via In Situ Polymerization for Enhanced Stability of Inverted Perovskite Solar Cells”。在此，介绍了一种协同界面工程策略，该策略将共组装方法与原位聚合相结合，以优化钙钛矿薄膜的埋地界面。具体来说，11-巯基十一烷基磷酸(MPA)掺入 SAM 中以形成共 SAM，从而提高均一性并减轻NiOx 缺陷表面。同时，离子液体(IL)单体 1-烯丙基-3-乙烯基咪唑鎓双((三氟甲基)磺酰基)酰亚胺(AVMTF)2)掺入钙钛矿前驱体中。ILs 阳离子在底部界面的聚集促进了通过巯基端基的原位聚合，在钙钛矿/SAM 界面形成POL-AVM 聚合物。这种聚合物增强了界面粘附力，调节钙钛矿结晶，并通过多个氢键强烈锚定有机阳离子来增强结构完整性。因此，这种协同策略实现了 26.25% 的冠军 PCE(认证26.04%)，以及出色的长期稳定性，在 ISOS-L-2I 协议下连续运行 1000 小时后仍保持 95.6% 的初始效率。
创新点：
1.协同界面工程策略：提出了一种结合共组装方法和原位聚合的策略，以优化钙钛矿薄膜的埋藏界面。
2.共组装分子设计：通过引入11-巯基十一烷基磷酸(MPA)到自组装单层(SAM)中，形成共SAM，提高了均匀性并减少了NiO表面的缺陷。
3.离子液体单体聚合：将离子液体(IL)单体1-烯丙基-3-乙烯基咪唑双(三氟甲基磺酰)亚胺(AVMTF2)引入钙钛矿前驱体中，在退火过程中通过硫醇端基进行原位聚合，形成POL-AVM聚合物。
未来展望：
1.进一步优化界面工程策略：材料选择与改性：探索更多种类的功能性分子和离子液体单体，以进一步提高SAMs的均匀性和缺陷抑制能力。例如，可以尝试不同的磷酸基团或硫醇基团的组合，以优化界面化学性质。界面反应机制：深入研究界面化学反应机制，特别是POL-AVM的形成过程及其与钙钛矿层的相互作用，以便更好地控制界面结构和性能。
2.提高器件稳定性和效率：长期稳定性测试：进行更长时间的稳定性测试，包括在不同环境条件下的测试(如高温、高湿、强光照射等)，以全面评估器件的长期稳定性。效率提升：通过优化钙钛矿层的结晶度和形貌，进一步提高器件的光电转换效率。可以尝试不同的钙钛矿组成和制备工艺，以实现更高的效率。
3.大规模制备与商业化：大面积器件制备：研究如何将这种界面工程策略应用于大面积器件的制备，以提高器件的均匀性和一致性。这涉及到溶液处理工艺的优化和设备的设计。商业化应用：探索如何将这种高性能的钙钛矿太阳能电池应用于实际商业化场景，包括与现有太阳能电池技术的集成和成本效益分析。
