效能新思路！共吸附自组装技术实现反式钙钛矿太阳能电池效率突破24.68%

南方科技大学、香港理工大学及香港中文大学的科学家们在《自然通讯》（Nature Communications）期刊上上发表了一篇名为《共吸附自组装单层膜技术可实现高性能钙钛矿及有机太阳能电池》的论文，他们开发了一种基于空穴传输层（HTL）和自组装单层（SAM）的反式钙钛矿太阳能电池，旨在减少钝化缺陷、提升能效，这一成果为打造高性能钙钛矿太阳能电池（PSC）和有机太阳能电池（OSC）开辟了新路径。

反式钙钛矿电池采用的是“p-i-n”结构，即空穴选择性接触层: p位于本征钙钛矿层: i的下方，而电子传输层: n则位于上方。相比之下，传统的卤化物钙钛矿电池采用的是相反的“n-i-p”结构。在n-i-p架构中，太阳光从电子传输层（ETL）一侧入射；而在p-i-n结构中，则通过空穴传输层（HTL）表面接收光照。

来自研究团队论文

本项研究中，研究人员创新性地提出了共吸附（CA）策略，将一种新型小分子——2-氯-5-（三氟甲基）异烟酸（简称PyCA-3F）——引入到2PACz与钙钛矿/有机层之间的埋底界面，此举有效减少了2PACz的聚集，增强了表面平整度并增加了修饰SAM层的功函数，从而为钙钛矿提供了一个平整的埋底界面和有利的异质界面。

此外，研究人员还利用2PACz/PYCA-3F制造了有机太阳能电池，以验证这一方法的可行性。他们使用开放式刮刀涂布法制备了p-i-n结构的OSC器件，通过共吸附策略和新型小分子酸性SAM提高了钙钛矿和OSC器件的稳定性。该团队表示：“经过1000小时的最大功率点跟踪测试后，封装后的PSC和OSC分别保持了约90%和80%的初始效率。”

PSCs和OSC的器件性能（来自研究团队论文）

由于结晶度的改善、陷阱态的减少以及空穴提取和转移能力的增强，p-i-n结构的PSCs的能量转换效率(PCE)超过25%(认证24.68%)。