双膦酸分子中设计精良的配位基团提升了柔性钙钛矿太阳能电池的性能

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Well-Designed Conjugation Groups in Bisphosphonic Acid Molecules Enhancing Flexible Perovskite Solar Cells

本研究设计了一系列具有不同π-共轭基团的双膦酸分子，通过引入苯环优化自组装单分子层（SAMs）在NiO_x表面的分子排列，形成致密有序的异质结层（HSL），提升空穴提取效率及紫外下转换能力，减少非辐射复合，使柔性钙钛矿太阳能电池效率达23.41%并增强稳定性，提出新型分子设计策略。

　　

这种结合了氧化镍（NiO_x）和自组装单层结构（SAMs）的孔选择性层（HSL）在热稳定性高的柔性钙钛矿太阳能电池（fPSCs）领域引起了广泛关注。然而，设计既能确保分子有序排列、又能高效传输电荷，并且能够制备出高质量钙钛矿薄膜的双膦酸分子仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一系列经过合理设计的双膦酸分子，这些分子具有不同的π共轭官能团。通过引入战略性设计的苯环，我们实现了SAMs在NiO_x表面的更紧密、更有序的堆叠，从而形成了致密且高度有序的HSLs。优化的π共轭结构不仅促进了电荷的高效提取和传输，还显著提高了分子的紫外（UV）能量转化效率。此外，HSLs还提升了钙钛矿薄膜的质量，有效抑制了非辐射复合损失。因此，优化后的fPSCs实现了23.41%的功率转换效率，并表现出更好的整体稳定性。这项工作为开发高效且稳定的双膦酸分子用于SAMs提供了一种新的分子设计策略。