自组装分子(SAMs)作为光管理纹理基底上的空穴传输层(HTLs),在高效倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中具有巨大的商业潜力。然而,SAMs在粗糙基底上的不均匀分布和无序堆积加剧了界面能量损失,阻碍了PSCs效率和稳定性的进一步提升。
上海交通大学陈俊超等人通过在4PACz的咔唑单元中引入额外的共轭基团,开发了一种不对称SAM,即4PABCz。4PABCz分子表现出增强的分子间π-π相互作用和面外偶极,能够形成紧密组装且面朝上的HTLs,从而在基底上实现致密覆盖和高效的空穴提取。此外,覆盖4PABCz的基底的独特构型有效调控了钙钛矿薄膜的结晶,并释放了残余应力。
因此,在FTO基底上的倒置PSCs实现了26.90%的最高光电转换效率(PCE)(反向扫描认证效率为26.81%,稳态认证效率为25.96%),在ISOS-L-2协议下经过1000小时的最大功率点跟踪后,仍保持其初始效率的93.98%。
此外,通过将4PABCz应用于小面积和大面积(1.028 cm?)PET/ITO基底的柔性PSCs中,分别获得了24.42%(认证效率为24.00%)和22.52%(认证效率为22.42%)的令人印象深刻的PCE,展示了该策略的普适适用性。