自組裝單層(SAM)已成為實現高性能鈣鈦礦太陽能電池(PSC)和有機太陽能電池(OSC)的關鍵，因為它可以顯著降低界面能量損失。
在本研究中，南方科技大學Chun Cheng，香港理工大學Gang Li，Zhiwei Ren，Ruijie Ma提出了一種共吸附(CA)策略，采用一種新型小分子2-氯-5-(三氟甲基)異煙酸(PyCA-3F)，將其引入2PACz和鈣鈦礦/有機層之間的埋層界面。
文章要點
1）這種方法有效地減少了2PACz的聚集，增強了表面光滑度并提高了改性SAM層的功函數，從而為鈣鈦礦提供了平坦的埋層界面和有利的異質界面。由此帶來的結晶度改善、最小化的陷阱態以及增強的空穴提取和傳輸能力，推動了具有p-i-n結構的PSC的功率轉換效率(PCE)超過25%（經認證為24.68%）。
2）采用CA策略的OSC基于PM1:PTQ10:m-BTP-PhC6光活性系統實現了19.51%的顯著PCE。值得注意的是，其他兩種流行的OSC系統也實現了普遍改進。此外，經過1000小時的最大功率點跟蹤后，封裝的PSC和OSC分別保留了其初始PCE的約90%和80%。
這項工作引入了一種簡單、合理且有效的方法來提高SAM的性能，實現了PSC和OSC的效率突破，具有良好的p-i-n器件結構，同時提高了操作穩定性。
參考文獻
Li, D., Lian, Q., Du, T. et al. Co-adsorbed self-assembled monolayer enables high-performance perovskite and organic solar cells. Nat Commun 15, 7605 (2024).
DOI：10.1038/s41467-024-51760-5
https://doi.org/10.1038/s41467-024-51760-5
