苯基铵已广泛用于缺陷钝化,通过在3D钙钛矿顶部形成准2D钙钛矿层来增强钙钛矿太阳能电池的光伏性能。该反应加速了钙钛矿的降解,从而降低了光伏性能和长期稳定性。在这里,N、N-二甲基苯磺酰胺是一种通过简单工艺合成的非离子二元化合物,被用作缺陷钝化材料。此外,DMBSA钝化有效地抑制了非辐射复合,而其偶极矩感应出电场,促进了空穴向空穴传输层的高效转移。
交联后的SAM在极性溶剂暴露下仍能保持结构完整性,减少了界面缺陷的形成,同时增强了载流子传输性能并改善了钙钛矿薄膜的结晶性。卓越的耐溶剂性与界面完整性:交联后的SAM在强极性溶剂处理后仍能保持高覆盖度和结构完整性,有效抑制了钙钛矿沉积过程中界面缺陷的产生,并诱导形成更大晶粒、更高质量的钙钛矿薄膜。
显著提升了SAM层的处理稳定性和界面质量。图2:交联SAM膜的溶剂稳定性与界面特性分析图2通过系统的实验表征揭示了交联SAM膜在极性溶剂环境下的稳定性优势。图4:交联SAM基钙钛矿太阳能电池性能与稳定性突破图4展示了基于交联SAM的钙钛矿太阳能电池的卓越性能。
这些效果共同降低了杂质水平和缺陷密度,从而形成高度均匀和耐用的钙钛矿层。通过揭示驱动钙钛矿前驱体降解的基本机制并提出实用、可扩展的解决方案,这项工作代表了朝着高效、稳定钙钛矿太阳能电池工业规模制造迈出的潜在一步。
韩国高丽大学、中国天津大学、化学科学与工程协同创新中心(天津)和海河可持续化学转化实验室的研究人员报告了一种双界面分子定制钝化策略,可以改进钙钛矿发光二极管的设计。用于双界面钝化的无溶剂摩擦转移策略。为了解决这个问题,该团队开发了这种无溶剂的摩擦转移方法,该方法能够实现精确的分子沉积,同时保持钙钛矿薄膜的完整性。
钙钛矿异质结的合理设计对提升钙钛矿太阳能电池的效率和运行稳定性至关重要。然而,传统方法在纳米尺度上精确控制界面相纯度及实现共形异质结覆盖方面面临挑战。本研究香港城市大学朱宗龙、伦敦帝国理工学院NicholasJ.Long和中南大学李博等人提出了一种“软-软”相互作用引导策略,通过在有机阳离子溶液中引入二甲基硫醚作为软路易斯碱添加剂,调控钙钛矿异质结的形成。
Wu 等人设计了并合成了开壳层的两种双自由基SAMs:RS-1 和 RS-2,其中RS-2额外引入甲氧基增强与钙钛矿的相互作用,RS-1 和 RS-2平面共轭的给体-受体结构,可以促进电子离域与双自由基态形成,通过引入空间位阻基团,提高了分子稳定性和溶液可加工性。
世宗大学、檀国大学、香港城市大学、沙特国王大学、哈利法科技大学和东国大学首尔分校的研究人员通过设计与二维二硫化钨集成的混合FA-MA钙钛矿基体,开发了一种高效稳定的钙钛矿太阳能电池架构。优化后的WTe集成PSCs实现了令人印象深刻的22.86%的PCE,比原始钙钛矿器件提高了18%。这项研究强调了工程混合钙钛矿-TMDs架构突破下一代光伏性能界限的潜力,为高效耐用PSCs的可扩展室温制造铺平道路。
然而,目前准二维钙钛矿的效率尚落后于3D电池,原因是其有机基团的存在通常会带来多相共存结构,其不利的量子阱的排布方式将削弱电池性能。因此,深入理解量子阱排列如何影响载流子传输,进而实现对其有效操控,已成为进一步提升钙钛矿电池效率与稳定性的关键突破口。大连理工大学魏一团队提出一种精准调控准二维钙钛矿的量子阱排列方法,有望解决了效率与稳定性的制衡问题。
传统基于溶液的钙钛矿发光二极管钝化方法常引入二次缺陷。本研究天津大学张飞、高丽大学JinHyuckHeo和SangHyukIm等人提出一种分子定制双界面钝化策略,采用无溶剂擦拭转移方法,实现均匀分子沉积且不诱发二次缺陷。研究亮点:无溶剂擦拭转移技术避免二次缺陷采用固态擦拭法实现4-MPy与2-MPy在双界面的精准沉积,避免传统溶液法导致的膜层溶解、再结晶失控与溶剂残留问题。