李晓东&方俊锋AM:ITO纳米颗粒稳定倒置钙钛矿太阳能电池中空穴传输层的自组装

来源:知光谷发布时间:2025-12-09 13:43:55

近年来,随着自组装分子(SAM)的应用,倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率迅速提升,但SAM分子易脱附的问题严重制约了器件稳定性。

本研究华东师范大学李晓东和方俊锋等人引入功能化的氧化铟锡纳米颗粒(INPs),以促进并增强SAM在基底上的自组装。INPs富含‑OH基团,可均匀锚定SAM分子。与ITO基底上传统物理吸附、易脱附的‑OH不同,INPs上的‑OH基团键合稳定,能耐受溶剂冲洗和长期老化,从而抑制器件老化过程中SAM的脱附。

因此,基于INPs的PSCs实现了26.44%的高效率,并在ISOS-L-2测试协议下表现出良好的运行稳定性,在85°C连续光照最大功率点跟踪后仍保持约91%的初始效率。

研究亮点:

  1. 创新性引入ITO纳米颗粒解决SAM脱附难题:利用INPs表面稳定的‑OH基团强效锚定SAM分子,显著抑制其在溶剂冲洗与热老化过程中的脱附,从根源提升界面稳定性。
  2. 兼顾高效电荷提取与能级匹配:INPs相比传统NiOₓ具有更高电导率(提升约70%),且与ITO同质接触避免了异质界面带来的能级失配与电荷提取势垒,有力支撑了26.44%的高转换效率。
  3. 显著提升器件高温运行稳定性:在85°C连续光照、MPP跟踪1000小时后,器件效率仍保持91.35%,远超对照器件,为SAM基倒置PSCs的实际应用提供了有效的稳定性解决方案。

B. Feng, W. Li, Z. Cui, et al. “ ITO Nanoparticles to Stabilize the Self-Assembly of Hole Transport Layer in Inverted Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e17573.

https://doi.org/10.1002/adma.202517573


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