使用咔唑基自組裝單分子層（SAM）對透明導電氧化物（TCO）進行表面改性是形成高效空穴選擇性接觸的有效方法，從而能夠制造高性能的鈣鈦礦太陽能電池（PSC）。然而，TCO/SAM/鈣鈦礦堆疊缺乏長期的結構和性能穩定性，危及了PSC的市場推廣。近日，阿卜杜拉國王科技大學Stefaan De Wolf、Furkan H. Isikgor已經證明這些挑戰可以通過使用染料作為多功能SAM來克服，同時促進電荷傳輸，鈍化界面缺陷，并充當“分子粘合劑”層，保持接觸堆疊的結構完整性。
本文要點：
1) 用染料（N719）單層對ITO進行表面改性，可以產生空穴選擇性接觸，用于制造功率轉換效率達到24%的p-i-n PSC。與采用咔唑SAM和聚芳胺空穴選擇性接觸的PSC相比，基于N719 SAM的PSC也表現出了優異穩定性，在1000小時的連續的光和熱應力測試下保持了約90%的初始PCE。
2) ITO/N719/鈣鈦礦堆疊的堅固性歸因于其低界面陷阱密度、紫外線彈性和強粘附能力。這些發現使染料SAM成為提高下一代光伏性能的有效替代品。
Furkan H. Isikgor et.al Self-Assembled Monolayer Dyes for Contact-Passivated and Stable Perovskite Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202402630
https://doi.org/10.1002/aenm.202402630
