自组装单层的分子掺杂在倒置钙钛矿太阳能电池和大面积双面组件中的界面工程应用：提升均匀性、结晶度和稳定性

《Advanced Energy Materials》：Molecular Doping of Self-Assembled Monolayers for Interface Engineering in Inverted Perovskite Solar Cells and Large-area Bifacial Modules: Enhancing Uniformity, Crystallization, and Stability

甲基3-氯磺酰基-2-噻吩羧酸酯（MCC）掺杂自组装单层膜（SAMs）策略显著提升钙钛矿太阳能电池效率至26.78%和23.78%，并增强界面钝化与结晶质量，同时实现双面半透明组件在BIPV领域的应用潜力。

　　

摘要

界面工程仍然是提高倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能和运行稳定性的关键瓶颈。本文提出了一种分子掺杂策略，即将甲基3-氯磺酰-2-噻吩羧酸（MCC）引入[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸（Me-4PACz）自组装单层（SAMs）中。该方法显著增强了分子排列、薄膜均匀性和界面钝化效果。多功能分子MCC含有π共轭噻吩、磺酰氯和酯基团，能够实现偶极排列、与Pb²⁺的化学配位以及改善的润湿性——这些因素共同促进了钙钛矿的优质结晶并抑制了非辐射复合现象。基于MCC掺杂SAMs的器件实现了出色的能量转换效率：使用1.53 eV和1.67 eV吸收剂的PSCs分别达到了26.78%（经认证的300秒稳态效率为26.65%）和23.78%，且运行稳定性超过2000小时。值得注意的是，该策略成功应用于大面积双面半透明PSC模块，其双面效率分别为15.51%和14.64%，显示出在未来的建筑集成光伏（BIPV）应用中的巨大潜力。这项工作建立了一种可扩展且通用的界面调控策略，为开发高效、稳定且可制造的倒置PSCs提供了有力途径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。