用硫调制的完全合的自组装单层,用于在倒置矿太阳能电池中的协同双接口优化
Song Yao1, Qianyu Su1, Shunan Sui1
1State Key Laboratory of Flexible Electronics (LoFE) & Institute of Advanced Materials (IAM), School of Flexible Electronics (Future Technologies), Nanjing Tech University (NanjingTech), Nanjing, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|March 4, 2026
概括
新的硫调节自组装单层 (SAM) 显著提高了矿太阳能电池 (PSC) 的效率和稳定性. 这些SAM提高了接口被动化和孔提取,从而记录功率转换效率和长期运行耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 倒置矿太阳能电池 (PSC) 的高效率和稳定性需要统一的自组装单层 (SAM) 覆盖和有效的矿埋藏接口上的缺陷被动化.
- 目前的方法在实现最佳接口属性以提高设备性能方面面临挑战.
研究的目的:
- 开发新的硫调制完全结合的SAM,以提高反转PSC的性能.
- 调查替代剂调节和链接器调整对SAM属性和设备效率的影响.
- 为了提高ITO/矿接口的缺陷被动化和电荷提取.
主要方法:
- 合成了两种新的硫调制的SAM:4-(bis(4-甲基thiophenyl) 氨基) 酸 (SMe-TPA-PA) 和5-(4-bis(4-甲基thiophenyl) 氨基) 酸 (SMe-TPA-ThPA).
- 将SAM应用到ITO基板上,用于反向PSC制造.
- 描述SAM属性,包括接口覆盖,能量水平对齐和缺陷被动化.
- 使用电流电压测量和长期稳定性测试 (光浸泡和热老化) 来评估PSC的性能.
主要成果:
- 开发的SAM,SMe-TPA-PA和SMe-TPA-ThPA,由于甲基替代剂,显示出增强的缺陷被动能力.
- 含有烯链接剂的SMe-TPA-ThPA显示了改善的分子间相互作用,更好的能量水平对齐,均覆盖和高效的孔提取.
- 使用SMe-TPA-ThPA和SMe-TPA-PA的倒置PSC实现了分别为26.52%和25.40%的高功率转换效率 (PCE),超过了控制装置 (24.31%).
- 使用SMe-TPA-ThPA的器件表现出卓越的操作稳定性,在1700小时的光浸泡后保持91.8%的PCE,在1700小时的65°C热老化后保持91.2%.
结论:
- 用硫调制的SAM提供了一个有希望的策略,可以同时提高反转PSC的效率和稳定性.
- 这些SAM所实现的协同双接口修改有效地消除了缺陷,并优化了电荷传输.
- SMe-TPA-ThPA代表了高性能和耐用的矿太阳能电池的高效界面层.
