自組裝單分子層（SAMs）因其可調節(jié)的能級對齊、最小的寄生吸收以及與可擴展工藝的兼容性，被廣泛應用于高效鈣鈦礦太陽能電池中。然而，其在粗糙基底和大面積器件上的性能常受到 SAMs 自聚集和鈣鈦礦潤濕性差的限制。
本研究通過一種簡單的膠束輔助 SAMs 吸附策略解決了這些問題。通過在 SAMs 溶液中加入少量長鏈表面活性劑，表面活性劑聚集成膠束，將 SAMs 分子包裹在其疏水核中，通過膠束 - 膠束相互作用顯著提高了 SAMs 的吸附密度。值得注意的是，殘留的表面活性劑進一步改善了鈣鈦礦的潤濕性，增強了晶體質量，并促進了埋入界面的空穴傳輸。因此，寬帶隙單結鈣鈦礦太陽能電池實現了 20.95% 的功率轉換效率（PCE），并在長期穩(wěn)定性上優(yōu)于對照組器件。
通過與隧道氧化物鈍化接觸（TOPCon）硅太陽能電池集成，展示了 1 cm2 單片鈣鈦礦 / 硅疊層器件，其 PCE 達到 29.8%，位列鈣鈦礦 / 同質結硅疊層太陽能電池的最高效率之一。此外，未封裝的器件在未過濾的氙燈照明下經過 300 小時的最大功率點（MPP）跟蹤后，仍保持了 92% 的初始性能。
文章亮點總結
膠束輔助 SAMs 吸附策略：通過膠束 - 膠束相互作用顯著提高了 SAMs 的吸附密度，改善了鈣鈦礦的潤濕性和晶體質量。
高效單結和疊層器件：單結鈣鈦礦太陽能電池實現了 20.95% 的 PCE，鈣鈦礦 / 硅疊層器件實現了 29.8% 的 PCE，位列同類器件中的最高效率之一。
長期穩(wěn)定性：未封裝的單結和疊層器件在 MPP 跟蹤和高溫條件下表現出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性，分別保持了 93% 和 92% 的初始性能。
L. Liu, Z. Ying, X. Li, H. Du, M. Zhang, J. Wu, Y. Sun, H. Ma, Z. He, Y. Yu, X. Guo, J. Sun, Y. Zeng, X. Yang, J. Ye, Micelle-Assisted Formation of Self-Assembled Monolayers for Efficient and Stable Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2025, 2405675.
https://doi.org/10.1002/aenm.202405675
學術交流QQ群
知光谷光伏器件學術QQ群：641345719
鈣鈦礦產教融合交流@知光谷（微信群）：需添加編輯微信
為加強科研合作，我們?yōu)楹韧饪蒲腥藛T專門開通了鈣鈦礦科創(chuàng)合作專業(yè)科研交流微信群。加微信群方式：添加編輯微信pvalley2024、pvalley2019，備注：姓名-單位-研究方向（無備注請恕不通過），由編輯審核后邀請入群。
熱門跟貼