倒置p-i-n结构钙钛矿太阳能电池(PSCs)近年来性能已超越传统n-i-p结构器件,其中自组装单分子层(SAMs)作为空穴传输层的应用是关键进展之一。然而,常用的咔唑基磷酸类SAMs与透明导电氧化物(TCO)及钙钛矿的结合力较弱,导致界面粘附性不足,限制了器件稳定性。
本研究美国西北大学Bin Chen、Lin X. Chen和Edward H. Sargent等人通过设计高偶极矩的给体-π-受体(D-π-A)型SAM分子PAFTB,增强界面静电相互作用,同时优化其功能基团的化学锚定能力。实验表明,PAFTB的界面粘附强度是传统2PACz的2.8倍,显著提升了器件热稳定性。基于此,倒置PSCs实现了24.9%的认证准稳态效率,并在85°C下最大功率点跟踪900小时后仍保持80%的初始效率。
文章亮点:
高偶极矩分子设计:新型SAM分子PAFTB通过D-π-A结构和多重功能基团(如羧基、甲氧基),偶极矩达传统2PACz的2.5倍,显著增强界面静电结合力。
界面稳定性突破:PAFTB与FTO的结合能提升至4.01 eV(2PACz为3.41 eV),器件在高温(85°C)下工作900小时后效率仅衰减20%,远超传统SAMs(330小时)。
效率与工艺优化:PAFTB器件认证效率达24.9%,填充因子提升至84%,得益于界面缺陷钝化和载流子寿命延长(TRPL显示寿命显著增加)。




C. Huang, Y. Yang, C. Liu, et al. “ Electrostatically Enhanced Buried Interface Binding of Self-Assembled Monolayers for Efficient And Stable Inverted Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e08740.
https://doi.org/10.1002/adma.202508740
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202508/12/50005951.html

