宁波材料所杨熹&叶继春最新AFM: ITO表面的重构增强了钙钛矿/硅叠层太阳能电池高密度自组装单层的吸附

18 07月 2023

2023-07-18 16:10

自组装单层(SAM)被广泛用作载流子传输中间层，以实现高效钙钛矿太阳能电池。然而，由于自组装单层吸附对复合氧化物表面化学的敏感性，在金属氧化物(例如氧化铟锡，ITO)表面实现均匀且无针孔的单分子层仍然具有挑战性。鉴于此，2023年7月12日宁波材料所Zhiqin Ying&杨熹&叶继春于AFM刊发ITO表面的重构增强了钙钛矿/硅叠层太阳能电池高密度自组装单层的吸附的研究成果，采用氢氟酸和随后的紫外线-臭氧处理，通过选择性去除不需要的末端羟基和水解产物来重建ITO表面。这可以显著增加ITO表面活性和面积，从而促进高密度SAM的吸附。所得的氟化表面还可以防止ITO与钙钛矿活性层直接接触并钝化钙钛矿底部界面。受益于钙钛矿薄膜形成、电荷提取、能级排列和界面化学稳定性的协同改善，相应的钙钛矿太阳能电池与对照相比实现了21.3%的大幅提高的功率转换效率，以及增强的长期稳定性。此外，还展示了经认证效率为19.0%(创纪录的填充因子为84.1%)的半透明钙钛矿太阳能电池和效率为28.4%的四端钙钛矿/硅叠层结构。