9月25日消息,ChemRxiv发布预印本(DOI: 10.26434/chemrxiv.15009477.v1),对倒置钙钛矿太阳能电池中自组装单层(SAM)空穴传输层的分子设计与界面工程进行数据驱动的系统梳理。

SAM已成为倒置(p-i-n)结构钙钛矿电池不可或缺的空穴传输层方案:通过在透明电极上自发组装单分子层,以极薄的有机分子层替代传统有机空穴传输材料,兼具低寄生吸收、低材料成本与可大面积溶液加工的优势。作者梳理的进展显示,基于SAM的倒置结构已支撑单结钙钛矿电池功率转换效率(PCE)突破27%,在钙钛矿/晶硅叠层器件中效率超过32%,均处于该技术路线的前沿水平。

论文的核心贡献在于以数据驱动视角归纳SAM分子设计规律:如何通过锚定基团、共轭骨架与偶极矩的系统性调控,优化能级对齐、界面缺陷钝化与电荷抽取动力学;并结合界面工程策略,分析SAM浸润均匀性对大面积组件性能一致性的影响——这正是钙钛矿从实验室效率纪录走向组件级量产的关键瓶颈之一。

对产业化而言,SAM路线的意义在于材料成本与工艺兼容性:传统空穴传输层材料成本高且存在吸湿稳定性问题,而SAM用量以分子层计、前驱体溶液浓度极低,材料成本几乎可忽略,且与卷对卷及刮涂工艺兼容。在多家钙钛矿初创公司推进中试线的当下,该综述为SAM分子库的工程化选型提供了系统参照。 (来源:ChemRxiv)