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双面缺陷精准调控策略提升倒置钙钛矿光伏器件性能:基于PDMIMPF6分子界面电荷传输优化
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月26日 来源:Small Methods 9.1
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研究人员针对钙钛矿太阳能电池中自组装分子(SAMs)聚集导致的界面缺陷问题,开发了1-丙烯基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐(PDMIMPF6)双向调控分子。该分子通过修复有机功能分子聚集缺陷、抑制FA+迁移、钝化铅缺陷等多重机制,将器件转换效率提升至25.61%,并在1200小时MPPT测试后仍保持83%初始效率,为钙钛矿光伏界面工程提供了创新解决方案。
自组装分子(SAMs)在钙钛矿基底层的固有聚集行为会导致严重的异质性甚至空白区域,使得钙钛矿底部与氧化镍直接接触发生氧化还原反应,不仅加速材料降解还形成电荷传输壁垒。这项研究创新性地设计了具有双面调控能力的1-丙烯基-2,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐(PDMIMPF6)分子,它能像"分子胶水"般同时键合SAMs和钙钛矿双层结构。通过修复有机分子聚集缺陷提升SAMs层功函数,该策略实现了电荷传输"高速公路"的构建,同时巧妙利用氢键和配位作用双重机制:既拦截甲脒离子(FA+)的迁移逃逸,又精准钝化未配位的铅缺陷。这种界面工程使器件获得25.61%的冠军效率,未封装器件在持续工作1200小时后仍保持83%的初始性能,更在2000小时湿度测试中展现出91.4%的卓越稳定性,为钙钛矿光伏器件的商业化进程扫清了关键界面障碍。
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