基于自组装单分子层挤出工艺的钙钛矿太阳能电池的研究进展

严浩元1, 国玉晓2, 李旭1, 徐勃2（1.南京理工大学材料科学与工程学院）（2.南京理工大学化学与化工学院）

摘要: 当前, 钙钛矿太阳能电池正逐步实现产业化, 但器件本身界面缺陷的存在、层间的能级错配、钙钛矿薄膜质量不佳等因素都会影响其最终效率和长期稳定性, 仍有相当的优化空间。制备工艺的优化关乎产品的使用效果与制造成本, 自组装单分子层修饰界面的应用有助于解决上述问题。自组装单分子层挤出工艺是当前钙钛矿太阳能电池空穴传输层研究领域的前沿技术, 核心是利用分子设计与结晶动力学调控, 使功能分子在钙钛矿成膜过程中自发迁移并组装于界面, 同步实现缺陷钝化与能级匹配, 简化工艺流程, 显著提升器件效率与稳定性, 为钙钛矿太阳能电池的研究与产业化发展提供了重要技术路径。当前最优器件可实现26. 83%光电转换效率, 可在最大功率点稳定运行超2500 h。但该种器件仍面临大面积制备均匀性不足、长期稳定性有待提升、成本较高及表征技术不完善等核心挑战。简要介绍了自组装单分子层挤出工艺发展历程并对其未来优化策略和应用进行了展望。

关键词：空穴传输层；自组装单分子层挤出工艺；分子设计；简化工艺流程