精品国产一区二区三区久久狼5月99久久国产精品久|人妻久久久久久国产91久久精品久久精品|久久91av|久久久91精品国产一区二区|日韩熟女网|中文字幕一区二区精品|国产亚洲精品久久久久婷婷|91丨九色丨人妻大屁股|久久精片|国产精品午夜福利精品,精品久久久久久免费人妻,星空无限传媒国产区,国产精品 日韩专区

全部選擇
反選
反選將當(dāng)前選中的變?yōu)椴贿x，未選的全部變?yōu)檫x中。
華北
華東
華中
華南
東北
西北
西南
其他
取消
確定

掩埋界面工程：釋放基于SAM的倒置鈣鈦礦太陽能電池潛力的關(guān)鍵西北工業(yè)大學(xué)王凱等Small綜述

所屬地區(qū)：浙江 發(fā)布日期：2025-06-22

發(fā)布地址: 浙江

摘要


p-i-n 鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）因其卓越的穩(wěn)定性和極小的滯后效應(yīng)，被視為緩解全球能源危機(jī)的一種極具潛力的解決方案。近年來，基于自組裝單層（SAM）的 p-i-n PSCs 已展現(xiàn)出約 27% 的功率轉(zhuǎn)換效率（PCEs）。與現(xiàn)有圍繞 SAM 分子結(jié)構(gòu)調(diào)制的綜述不同，本工作重點(diǎn)關(guān)注基于 SAM 的倒置 PSC 在掩埋界面工程方面的最新進(jìn)展。首先，通過對文獻(xiàn)的全面分析，定義了八種不同的掩埋界面工程策略，并闡明了其潛在機(jī)制。其次，系統(tǒng)梳理了 SAM 基倒置 PSC 在穩(wěn)定性研究方面的最新進(jìn)展。最后，提出了優(yōu)化器件效率、穩(wěn)定性及可擴(kuò)展商業(yè)化的策略建議。

01

文章概要
    一、引言
  • p-i-n 鈣鈦礦電池優(yōu)勢穩(wěn)定性高、滯后效應(yīng)小，與商業(yè)晶硅電池可集成，鈣鈦礦 - 硅疊層電池 PCE 達(dá) 34.60%，突破肖克利 - 奎瑟極限（33.70%）。
  • 界面工程重要性掩埋界面影響鈣鈦礦結(jié)晶、載流子提取，但其表征因薄膜剝離復(fù)雜而受限。
  • SAM 作為 HTL由錨定基團(tuán)、間隔基團(tuán)、頭基團(tuán)組成，可調(diào)功函、低電阻，代表 SAM 如 MeO-2PACz、Me-4PACz，基于 SAM 的 PSC PCE 接近 27%，但存在分子聚集、能級失配、潤濕性差等問題。
    • 二、掩埋界面工程策略
    策略核心機(jī)制典型案例
    溶劑工程改善 SAM 聚集，調(diào)節(jié)鈣鈦礦前驅(qū)體潤濕性與結(jié)晶NMP 引入三元溶劑體系，改善 CsFAMA 基 PSC 潤濕性
    粗糙度調(diào)節(jié)工程引入無機(jī)納米顆粒（如 Al?O?、NiO?）優(yōu)化界面平整度Al?O? NPs 填充界面空隙，促進(jìn)鈣鈦礦晶粒生長
    共 SAMs第二組分 SAM 抑制主 SAM 聚集，提高覆蓋度甘氨酸與 2PACz 共沉積，鈍化 Sn-Pb 鈣鈦礦界面缺陷
    后 SAMs（Po-SAMs）兩步沉積形成雙層 HTL，填充界面 voidsBr-EPA 沉積于 Me-4PACz，減少漏電流
    共吸附小分子 / 聚合物與 SAM 相互作用，改善界面接觸2-MeIM 與 Me-2PACz 形成超分子結(jié)構(gòu)，提升 HTL 均勻性
    后吸附（Po-adsorption）功能材料后處理改善 SAM 覆蓋與鈣鈦礦結(jié)晶NCL 抑制 SAM 聚集，增強(qiáng) CsPbI?基 PSC 界面接觸
    化學(xué)橋接工程聚合物 / 鹽構(gòu)建 SAM 與鈣鈦礦間化學(xué)橋，增強(qiáng)相互作用PANI 通過 π-π 作用與 MeO-2PACz 結(jié)合，鈍化鈣鈦礦缺陷
    LD/3D 異質(zhì)結(jié)工程1D/2D 鈣鈦礦鈍化界面缺陷，優(yōu)化能級對齊CA 引入形成 1D/3D 異質(zhì)結(jié)，提升電荷提取效率
    三、穩(wěn)定性增強(qiáng)進(jìn)展
  • SAM 分子結(jié)構(gòu)調(diào)制
    • 共軛擴(kuò)展如 4PABCz 通過強(qiáng) π-π 堆疊形成致密 HTL，1000h 后保留 93.98% PCE。
    • 功能基團(tuán)引入E-cbzBT 含扭曲分子結(jié)構(gòu)，優(yōu)化能級對齊，T??超過 1000h。
  • 掩埋界面工程
    • 共吸附策略：MB 引入 NiO?/Me-4PACz 界面，1500h 紫外照射后保留 91% 效率。
    • 化學(xué)橋接：PHMG 作為界面粘合劑，1630h 連續(xù)光照后保留 97.5% 效率。

    四、總結(jié)與展望
  • 共 SAMs 策略優(yōu)勢第二組分需含親水基團(tuán)（如 - NH?）、具空間位阻，如 6PA、MPA 等，可低成本提升器件性能。
  • 未來方向
    • 先進(jìn)表征：RAIRS、TOF-SIMS 等解析掩埋界面機(jī)制。
    • 計(jì)算篩選：結(jié)合第一性原理與機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)高效界面材料。
    • 策略協(xié)同：ALD 技術(shù)與分子擠出工藝結(jié)合，提升大面積器件重復(fù)性。
    • n 型 SAM 研究：開發(fā)萘胺、富勒烯基 SAM，拓展至 n-i-p 電池。

    02

    圖文信息

    圖 1. 自組裝單層（SAM）分子結(jié)構(gòu)及基于 SAM 的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）掩埋界面關(guān)鍵問題示意圖

    圖 2. a) PbI?分布調(diào)制示意圖。b) 熱退火過程中 IPA-CbzNaph 和 Co-CbzNaph 的原位光致發(fā)光（PL）強(qiáng)度演變。c) 熱退火時(shí)間內(nèi)的 PL 峰值強(qiáng)度演變。d) 兩親性 SAM 分子形成膠束及在共溶劑中分解的示意圖。e) 對照組和 DMSO 處理的 2PACz-SAM 的原子力顯微鏡（AFM）形貌圖像。f) 處理前不均勻的 2PACz-SAM 分子排列及處理后重新取向的示意圖。

    圖 3. a) 器件結(jié)構(gòu)示意圖：對照組薄膜、含 Al?O?納米顆粒的空穴傳輸層（ST-Al?O?），以及結(jié)合 Al?O?納米顆粒和 PEABr 的空穴傳輸層（ST-Al?O?&D-PEABr）。b) 對照組、ST-Al?O?、D-PEABr 和 ST-Al?O?&D-PEABr 薄膜在 98±1% 濕度下老化 5 天的光學(xué)圖像。c) 鈣鈦礦溶液在 ITO/Me-4PACz、ITO/Me-4PACz/PFN-Br 和 ITO/Me-4PACz/Al?O?上的滾落角測量結(jié)果。d) Me-4PACz 和調(diào)制后的 NiO?/Me-4PACz 的表面電勢 KPFM 圖像。e) 照片顯示裸露 Me-4PACz 對鈣鈦礦的潤濕性差，以及 PFN-Br/Al?O?修飾后潤濕性的改善。f) 含或不含 Al?O?納米顆粒的掩埋界面示意圖。

    圖 4. a) 涂覆在 ITO/2PACz 和 ITO / 共 SAM 上的 Sn-Pb 鈣鈦礦薄膜的晶格結(jié)構(gòu)示意圖。b) 含 2PACz、共 SAM 和甘氨酸的器件的填充因子（FF）損失分析。c) 涂覆在 ITO/2PACz（上）和 ITO / 共 SAM（下）上的鈣鈦礦薄膜的橫截面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。d) 沉積在 ITO 上的 MeO-2PACz 和混合 SAM 的薄膜結(jié)構(gòu)示意圖。e) SAM 分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其水接觸角。f) 通過共沉積鈣鈦礦和優(yōu)化混合比例的 SAMs 實(shí)現(xiàn)寬帶隙（WBG）鈣鈦礦沉積過程的示意圖。g) Mx-SAM 的分子結(jié)構(gòu)（左：Me-4PACz，右：MeO-PhPACz）。

    圖 5. a) 后自組裝單層（po-SAMs）沉積過程示意圖。b) 自組裝雙層（SAB，SAM + 潤濕層）結(jié)構(gòu)示意圖。c) 目標(biāo)器件結(jié)構(gòu)的橫截面掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。d) SAM@準(zhǔn)平面結(jié)構(gòu)的作用機(jī)制示意圖。e) 鈣鈦礦在 CNph 和 CNph@POZ-BT-PY 包覆的氧化銦錫（ITO）上的皮秒瞬態(tài)吸收（ps-TA）光譜二維偽彩色圖。f) 鈣鈦礦在 CNph 和 CNph@POZ-BT-Py 上的表面形貌 SEM 圖像。

    圖 6. a) MeO-2PACz、2-MeIM 和 2-MeBIM 的分子結(jié)構(gòu)與球棍模型。b) 含添加劑與不含添加劑的相應(yīng)薄膜的表面粗糙度。c) 對照組與混合 SAM 的示意圖。d) 2PACz 基鈣鈦礦薄膜與共吸附（CA）基鈣鈦礦薄膜的掩埋界面高分辨率原子力顯微鏡（AFM）圖像，晶界溝槽角度估計(jì)分別為 51° 和 118°。e) PAG 共吸附前后 2-PACz 的自組裝示意圖。f) PAG 共吸附前后 2-PACz 的示意圖。圖 7. a) 目標(biāo)鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的器件結(jié)構(gòu)。b) 示意圖展示了鈣鈦礦薄膜在 ITO/MeO-2PACz 和 ITO/MeO-2PACz/PFN-Br 基底上的表面電勢能帶圖。c) 對照組和 NCL 處理的鈣鈦礦（PVK）薄膜的掠入射廣角 X 射線散射（GIWAXS）圖像。d) PACz 衍生的自組裝單層（SAMs）的分子結(jié)構(gòu)。圖 8. a) 導(dǎo)電粘合劑（PANI）的相互作用機(jī)制示意圖。b) 展示 PHMG 內(nèi)聚效應(yīng)的示意圖。c) 對照組、掩埋界面調(diào)制（BIM）和雙界面調(diào)制（DIM）鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的奈奎斯特圖。d) 整體設(shè)計(jì)方法的圖示。F-BHI 封端的鈣鈦礦與 C60 和 Me-2PACz 均形成良好連接。紅色光暈表示 π-π 相互作用；淺黃色虛線代表載流子傳輸路徑。e) 9-YT 中官能團(tuán)與 MeO-2PACz 之間 π-π 相互作用的示意圖。圖 9. a) 鈣鈦礦薄膜剝離方法示意圖。b) MTIm 滲透晶界并在雙界面形成 1D 鈣鈦礦的示意圖。c) CA-20、參比物和 1D 組分的固態(tài) 1D NMR 光譜（I1H/2??Pb）。在 2??Pb 光譜中，綠色豎條表示對應(yīng) 3D 鈣鈦礦的 2??Pb 峰，藍(lán)色條帶突出顯示 1D 組分。d) 使用配體 4 - 乙烯基芐基銨（VBA）在掩埋界面進(jìn)行 2D 鈣鈦礦混合兩步法處理的示意圖。請注意，UV 處理結(jié)合熱加熱可誘導(dǎo)交聯(lián) (VBA)?PbI?的形成。e) 通過在 2D 鈣鈦礦上沉積 3D 鈣鈦礦形成 2D/3D 雙層異質(zhì)結(jié)構(gòu)的示意圖。f) 含和不含 2D-R 鈣鈦礦器件的載流子傳輸機(jī)制示意圖。圖 10. a) PEN/ITO/SP-NiO 和 PEN/ITO/SP-NP-NiO 10（NP-NiO?濃度 = 10 mg?mL?1）的原子力顯微鏡（AFM）圖像。b) 含或不含 NP-NiO 的空穴傳輸層（HTLs）制備工藝示意圖。c) 修飾 NiO?上的 SAM（Me-4PACz）和共 SAMs（Me-4PACz + PC）的示意圖。d) 用于分子動(dòng)力學(xué)模擬的鈣鈦礦 / SAM/NiO/SAM/NiO?異質(zhì)結(jié)模型圖示。e) 含 NA-Me 混合表面層（HSL）的冠軍倒置 PSC 在正向和反向掃描時(shí)的 J–V 曲線。圖 11. a) 4PACz、P-4PACz 和 4PABCz 多層結(jié)構(gòu)及其提出的空穴傳輸機(jī)制示意圖。b) E-CbzBT 的分子結(jié)構(gòu)。c) PTZ-PA 和 2Br-PTZ-PA 的分子間距離計(jì)算（鍵長單位為埃）d) 具有不同取代基的 SAM 分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)。e) 4PADCB 和 4PBAI 的球棍模型。f) ITO / 共 SAMs 薄膜的制備示意圖。

    03

    論文信息

    • 論文標(biāo)題：Buried Interface Engineering: a Key to Unlocking the Potential of Self‐Assembled Monolayer (SAM)‐Based Inverted Perovskite Solar Cells

    • 發(fā)表期刊：《Small》

    • 發(fā)表時(shí)間：2025年6月20日

    • 作者：Ruida Xu, Chengji Wang, Zhiyuan Zhang, Jing Li, YuLin Wei, Kai Wang, Mingjia Xiao

    查看原文（點(diǎn)擊底部閱讀原文跳轉(zhuǎn)）：

    https://doi.org/10.1002/smll.202503114

    關(guān)注微信公眾號
    免費(fèi)查看免費(fèi)推送

    熱點(diǎn)推薦 熱門招標(biāo) 熱門關(guān)注