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钙钛矿太阳能电池 (PSC) 因其出色的性能和简单的制造而备受推崇。然而，传统的空穴传输层 (HTL)，如聚（三芳胺） (PTAA)、氧化镍 (NiOx) 和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚（苯乙烯磺酸盐） (PEDOT) 具有固有的局限性，阻碍了效率和稳定性。这些材料通常存在疏水性、高反应性和酸性等问题，从而对 PSC 的整体性能产生负面影响。
由于这些挑战，迫切需要探索和开发能够克服这些限制并进一步增强 PSC 能力的新型 HTL。
云南大学和中国科学技术大学的研究人员团队设计并合成了一种新型二甲基吖啶基自组装单层 (SAM)，即 [2-(9,10-二氢-9,9-二甲基吖啶-10-基)乙基] 膦酸 (2PADmA)，可用作倒置 PSC 中的空穴传输层。这项研究发表在《能源材料与器件》上。
研究团队合成了一种新型二甲基吖啶基 SAM——2PADmA，并将其用作倒置 PSC 中的空穴传输层。该 SAM 可调节钙钛矿结晶、增强载流子传输、钝化缺陷并减少非辐射复合。基于 2PADmA 的器件实现了24.01% 的功率转换效率(PCE)，显著高于使用常用 2PACz SAM 的器件的 22.32% PCE。
性能提升主要归因于填充因子 (FF) 的提高，从 2PACz 器件的 78.42% 提高到 83.92%。此外，基于 2PADmA 的器件表现出增强的稳定性，在暗存储 1,080 小时后仍保留其初始 PCE 的约 98%，在 85°C 下加热 400 小时后仍保留 87%，表现出卓越的性能和耐用性。
云南大学研究员蔡兵博士表示：“2PADmA SAM 的开发代表了 PSC 领域的重大进步。这种新型 SAM 不仅提高了 PSC 的效率和稳定性，还为未来太阳能电池技术设计先进的 HTL 提供了一种新方法。”
创新的 2PADmA SAM 为提高 PSC 的效率和稳定性开辟了新的可能性，使其更适合商业应用。这一进步可能有助于开发更高效、更耐用的太阳能系统，促进全球向可再生能源的过渡，并支持应对气候变化的努力。
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发表于 2024-7-26 16:29:17