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西北工大ACS Appl. Mater.: 離子介導分子橋接策略提高鈣鈦礦太陽能電池耐用性

發表時間：2024-11-01 16:02

主要內容

通過分子橋接設計異質界面對于實現具有優秀功率轉換效率（PCEs）和環境耐久性的鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）至關重要。然而，確保界面機械可靠性以提高PSCs的長期耐用性仍然存在挑戰。

在這篇文章中，西北工業大學王洪強、郭鵬飛等人利用離子介導的分子橋接策略，通過平衡界面韌性和強度來改善鈣鈦礦底部和電子傳輸層（ETLs）之間的機械完整性。為了驗證這一概念，研究團隊在SnO₂ ETL上預埋了一種兩性離子guanylurea phosphate添加劑，其中具有雙面NH₂基團的guanylurea通過靜電耦合作為連接鈣鈦礦和ETL的分子橋，而phosphate可以在異質界面處與帶電物質相互作用以加強機械接觸。

得益于堅固的異質界面，柔性PSCs的機械耐久性顯著增強，在6000次彎曲循環（彎曲半徑=3mm）后仍能保持91.3%的初始效率。此外，埋藏界面處機械完整性的增強也有利于硬質PSCs的電荷傳輸和化學穩定性，使PCEs的轉化率超過25%，并擁有在85°C下老化1200小時的T₈₆熱穩定性。