黄劲松AEM：理解钙钛矿太阳能电池中基于膦酸分子的空穴传输层

来源：知光谷发布时间：2025-12-23 09:59:38

自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料，能够调控能级、提升电荷提取效率，并改善器件效率与稳定性。其中，基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键，作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。尽管器件研发进展迅速，仍有若干基础问题尚不明确，可能限制其广泛应用。

本文北卡罗来纳大学教堂山分校黄劲松等人从几个关键科学问题出发，对该领域的研究进展进行批判性分析：首先探讨SAMs如何与TCO化学键合，这因在粗糙TCO基底上表征覆盖度困难而复杂化；其次对电荷如何通过SAM层收集至TCO的普遍认识提出质疑；最后讨论与SAMs相关的稳定性问题。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。

研究亮点：

系统剖析PA-SAMs的锚定化学与成键模式：深入探讨膦酸基团在TCO表面的锚定机制，揭示单齿、双齿与三齿配位模式的复杂性，并指出当前表征手段在定量解析成键方式上的局限。
揭示粗糙TCO基底上SAM覆盖度表征的挑战：指出XPS、CV等传统手段在粗糙TCO表面因形貌干扰难以准确量化SAM覆盖度，并探讨AFM-IR等先进表征技术的潜力与局限。
探讨SAMs中的电荷收集机理：分析SAMs作为隧穿层还是扩散阻挡层的作用，指出界面电荷传输机制尚不明确，并提出通过调控连接基团π共轭结构优化电荷提取的设计思路。

Y. Yang, X. Shi, A. N. Stein, M. R. Lockett, and J. Huang, “ Understanding Phosphonic-Acid Molecules Based Hole Transport Layers in Perovskite Solar Cells.” Advanced Energy Materials (2025): e05937.

https://doi.org/10.1002/aenm.202505937

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202512/23/50015298.html

责任编辑：wanqin

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