长春应化研究所&隆基绿能，钙钛矿最新Science！

07-04 09:03

01[科学背景]

钙钛矿太阳能电池（PSCs）功率转换效率（PCE）已经超过26.5%，接近最先进的晶体硅太阳能电池。有机空穴选择性自组装分子（SAMs）可以显著提高倒置PSCs的性能。随着钙钛矿光伏的进一步发展，SAMs具有较强的空穴传输性能、较高的稳定性和大规模溶液生产能力。但是，制作符合这些要求的SAMs是非常具有挑战性的。现在，SAMs的主流设计方法，包括π扩展、连接共邈连接体，形成稠环，用于增强共邈和电子离域，从而提高电导率和稳定性。但是，在大规模溶液加工中，SAMs层的均匀性受到限制，这往往会导致分子沉积。尽管通过共组装或溶剂工程可以提高均匀性，但是这些方法会增加SAM层制造的复杂性。引入稳定的开壳双自由基已经成为一种有前途的替代策略。但是，到目前为止，设计和开发可以在PSCs中有效稳定地运行，并且可以保证大规模匀称SAMs层形成的双自由基SAMs仍然具有挑战性。

02[创新成果]

基于上述问题，中国科学院长春应化研究所秦川江研究员、王利祥研究员、周敏研究员联合隆基绿能科技有限公司 Bo、在Science上，李振国等人发表了题为“Stable and uniform self-assembled organic diradical molecules for perovskite photovoltaics”的论文，为了进一步提高钙钛矿光伏器件的性能，报告设计了一种钙钛矿太阳能电池有机自组装分子。具体而言，研究人员制定了双自由基SAMs，以促进SAMs中的空穴传输，通过“共面共邈的给体-受体”策略。具体而言，研究人员制定了双自由基SAMs，以促进SAMs中的空穴传输。由于分子空间位阻设计，双自由基SAMs具有优异的光热稳定性和电化学稳定性，显著提高了膜层的组装均匀性和大规模溶液加工性能。随后，研究人员对SAMs的载流子传输速度、可靠性和组装性能进行了精确的测量，采用了先进的扫描电化学电池显微镜层析循环伏安技术。PSCs基于该技术的效率最终超过26.3%，微型模块(10.05) 钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率为23.6%(13.6%) 最大功率点追踪在45℃时效率超过34.2%，最大功率点追踪2000小时。（MPPT）在那之后，PSCs保持了97%的初始效率。

03[图文分析]

04[科学启发]

有机自组装分子广泛应用于倒置结构钙钛矿太阳能电池和叠层装置，但为了促进钙钛矿光伏技术的进一步发展，仍需提高SAM的空穴导电性、耐化学性和大规模溶液加工性能。本研究通过共平面供体-受体（D-A）为提高倒置PSCs的效率和稳定性，设计了一种新型双自由基SAMs，用于提高倒置PSCs的效率和稳定性。双自由基结构有效地提高了载流子的传输性能，分子立体位阻设计不仅稳定了自由基，而且显著提高了膜层的均匀性和大规模生产能力。

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