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通过基于TPD的双齿自组装单分子层进行界面工程，提升倒置钙钛矿太阳能电池的性能

DOI：10.1016/j.optmat.2020.109910 期刊：Optical Materials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）作为一项极具前景的光伏技术近期崭露头角，在光伏产业和学术界均引发广泛关注。由于相比其他太阳能电池技术具有实现更高性能的巨大潜力，目前大量关于材料处理及器件制备工艺的研究正在开展。特别值得注意的是，当钙钛矿吸光层沉积于空穴传输层与电子传输层之间时，界面工程成为获得高效能太阳能电池的关键问题。在倒置型结构中，PEDOT:PSS既用作空穴传输层又作为表面修饰剂，但该材料因其酸性本质存在不稳定性。因此，自组装单分子层（SAMs）不仅被视为理想替代方案，其应用更被公认为修饰电极表面的高效经济方法——它能提供坚固稳定的表面覆盖层。本研究采用两种新型N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基联苯胺（TPD）基SAM分子对倒置型PSCs中的氧化铟锡（ITO）表面进行定制化处理。通过精细调控间隔基团，我们得以研究器件性能随分子结构的变化规律。该研究为阳极界面工程提供了有前景的材料，并为制备基于有机半导体的SAMs以实现高性能PSCs开辟了可行途径。
作者： Emre Arkan，M. Zeliha Yigit Arkan，Muhittin Unal，Eyup Yalcin，Hasan Aydin，Cem Celebi，Mustafa Can，Cem Tozlu，Serafettin Demic
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过基于TPD的双齿自组装单分子层进行界面工程，研究倒置钙钛矿太阳能电池的性能提升。

研究成果

研究表明，基于TPD的双齿自组装单分子层能有效提升倒置钙钛矿太阳能电池的性能，其作用机制在于改善ITO电极与钙钛矿层之间的界面。EA-59自组装单分子层修饰展现出最高的效率提升效果，这表明恰当的能级排列和表面改性对优化太阳能电池性能至关重要。该方法为传统PEDOT:PSS层提供了可行的替代方案，为开发更稳定高效的钙钛矿太阳能电池开辟了新途径。

研究不足

该研究聚焦于采用自组装单分子层（SAMs）的钙钛矿太阳能电池界面工程方面，但未深入探究所提方法的长期稳定性或可扩展性。比较主要是在与PEDOT:PSS之间进行，且未考虑其他潜在的界面材料。

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