高性能钙钛矿太阳能电池中二聚体自组装分子调控相态均一性与锚定稳定性的研究

来自国内的研究人员针对提升p-i-n型钙钛矿太阳能电池（PSCs）热稳定性与相态均一性的难题，开发了新型二聚体自组装分子Ph-BCzPA与Th-BCzPA。研究通过分子动力学模拟与实验验证，证实其可形成更均匀稳定的分子层，使器件获得26.33%的冠军效率，并在高温高湿老化条件下表现出卓越的稳定性，为大规模制备高性能PSCs提供了关键技术突破。

　　

研究团队报道了两种新型二聚体自组装分子（SAMs）——Ph-BCzPA与Th-BCzPA，它们以单体BCzPA（(4-(7H-苯并[c]咔唑-7-基)丁基)膦酸）为基础，分别通过1,4-苯基和2,5-噻吩基桥联而成。分子动力学模拟与实验结果共同表明，这两种二聚体SAMs相比单臂BCzPA能形成更均匀的形态结构。飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）和X射线光电子能谱（XPS）进一步揭示，Ph-BCzPA在热老化条件下表现出优异的形态稳定性。

当应用于p-i-n型钙钛矿太阳能电池（PSCs）时，Ph-BCzPA调控的器件实现了26.33%的冠军功率转换效率（PCE），并展现出极好的重现性。值得注意的是，该器件在65°C下进行500小时最大功率点跟踪（ISOS-L-2I协议）后仍保持93%的初始效率，并在85°C、60%–70%相对湿度条件下经过2000小时热老化（ISOS-D-2协议）后仍保留90%的初始效率，显示出卓越的运行稳定性和热稳定性。