通过热退火增强自组装单层的界面性能及其对钙钛矿太阳能电池的影响

《ChemSusChem》:Interfacial Enhancement of Self-Assembled Monolayer by Thermal Annealing and its Impact on Perovskite Solar Cells

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月01日 来源:ChemSusChem 5.9

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   摘要 基于咔唑-膦酸(如MeO-2PACz)的自组装单层(SAMs)已成为高效倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的孔选择性接触材料。虽然旋涂仍是传统的沉积方法,但真空热蒸发(VTE)作为一种无需溶剂且适用于大面积制造的技

  

摘要

基于咔唑-膦酸(如MeO-2PACz)的自组装单层(SAMs)已成为高效倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的孔选择性接触材料。虽然旋涂仍是传统的沉积方法,但真空热蒸发(VTE)作为一种无需溶剂且适用于大面积制造的技术,正变得越来越受到关注;此外,沉积后的热退火也被用于进一步提高界面质量。然而,这两种截然不同的沉积工艺中的退火机制尚缺乏系统研究。本文比较了通过旋涂和VTE制备的MeO-2PACz SAMs,在两种方法中分别进行了100?°C下的退火处理(有的样品进行了退火,有的没有),得到了四组实验样品。紫外光电子能谱、X射线光电子能谱、接触角测量以及原子力显微镜分析表明,无论采用何种沉积方法,退火都能去除松散结合的表层物质,并促进In?O?原子与氧化铟锡表面的共价键合,从而更有利于钙钛矿能级的对齐。结合树脂辅助剥离技术、拉曼光谱、扫描电子显微镜和光致发光测量结果进一步发现,经过退火的样品具有更为均匀的埋藏空穴传输层/钙钛矿界面,并且非辐射复合现象得到了抑制。因此,无论是采用溶液沉积还是真空沉积制备的SAMs构成的倒置PSCs,在退火后均表现出更高的开路电压和功率转换效率,这表明退火是一种适用于所有沉积工艺的通用界面工程手段。

图形摘要

我们研究了MeO-2PACz的界面键合状态与其沉积方法和退火处理之间的关系。结果表明,退火处理有效消除了SAM分子的形态聚集和无序表层,从而使界面变得高度均匀且结合更加牢固。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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