组装后的分子桥接结构使得Sn–Pb窄带隙钙钛矿太阳能电池能够实现高效且稳定的性能

《Journal of Energy Chemistry》：Post-assembled molecular bridging enables efficient and stable Sn–Pb narrow-bandgap perovskite solar cells

　　

陈伟婷|赵子涵|宋琪莉|刘银江|梁文杰|孔腾飞|毕东琴

摘要

全钙钛矿叠层太阳能电池被认为是超越单结光伏效率极限的有前景的途径。然而，Sn–Pb窄带隙钙钛矿底层电池的界面稳定性仍然是一个关键瓶颈。在基于自组装单层（SAM）的空穴传输层中，单层厚度往往导致表面覆盖不足和界面耦合不完全，从而产生界面缺陷并加速器件退化。为了解决这些问题，我们设计了一种半刚性的共轭自组装分子[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]苯甲酸（2PhCz-CA），通过二次自组装将其引入到基于2PACz的SAM上，构建了一个坚固的分子桥接层，实现了对Sn–Pb钙钛矿/SAM界面的精确调控。2PhCz-CA分子有效地填充了分子空隙，通过π–π相互作用增强了分子有序性，并与Sn–Pb钙钛矿的埋藏表面产生协同作用，从而改善了薄膜结晶、钝化了缺陷并提高了界面稳定性。因此，优化后的Sn–Pb窄带隙钙钛矿太阳能电池实现了23.79%的功率转换效率，并在最大功率点跟踪300小时后仍保持了86%的初始效率。此外，这种界面调控策略使全钙钛矿叠层太阳能电池的效率达到了28.82%。