【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100194
自组装单层(SAMs)是当前高效率反式钙钛矿太阳能电池(PSCs)中关键的空穴选择层材料(HSLs)。SAMs不仅决定了界面空穴的提取效率,还显著影响顶部钙钛矿层的薄膜质量,从而精细调控钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。本研究开发了一种新型SAM材料——(4-(8H-二萘并[2,3-c: 2',3'-g]咔唑-8-基)丁基)膦酸(4PADNC),它含有二萘并咔唑(DNC)结构单元,可作为反式PSCs的高性能HSL。与常用的咔唑类SAM (如4PACZ)相比,4PADNC中的DNC单元展现出扩展的π共轭特征,能够产生更大的分子偶极矩,从而调节氧化铟锡(ITO)电极的功函数,实现与钙钛矿能级的精准匹配,并显著降低界面能量损失。此外,该分子的非平面结构有效地抑制了π–π堆积,促进在ITO基底上形成致密且均匀的选择层,进而诱导高质量钙钛矿薄膜的沉积。得益于上述优势,采用4PADNC作为HSL的PSCs器件实现了24.32%的功率转换效率,显著优于基于4PACZ的参比器件(22.89%)。此外,基于4PADNC的器件还表现出卓越的热稳定性和运行稳定性。
