自组装双层空穴传输层

耐热防脱附

通过共价互连将膦酸自组装单层与三苯胺上层结合，形成耐热且与钙钛矿接触牢固的双层结构，提升倒置电池的高温耐受性。

Bitao, Dong · Wei, Mingyang · Li, Yuheng · 杨迎国 · 马伟 · Yueshuai, Zhang · Yanbiao, Ran · Meijie, Cui · Ziru, Su · Qunping, Fan · Bi, Zhaozhao · Edvinsson, Tomas · Zhiqin, Ding · Ju, Huanxin · You, Shuai · Zakeeruddin, Shaik M. · 李雄 · Hagfeldt, Anders · Grätzel, M. · Liu, Yuhang

Nature Energy 2025

具体参数

功率转换效率

26 %

湿热后效率损失

4 %

热循环后效率损失

3 %

热降解耐受时间

200 h

粘附能提升倍数

1.7

技术优势

耐100 °C高温不降解

通过Friedel–Crafts烷基化形成的聚合网络结构，在100 °C下保持200小时不发生热降解。

粘附力提升1.7倍

面向取向的上层与钙钛矿形成粘附接触，使粘附能比传统SAM-钙钛矿界面提高1.7倍，减少分层风险。

湿热2000小时损失低于4%

冠军器件在85 °C和85%相对湿度下湿热暴露2000小时后，效率损失小于4%，满足IEC 61215:2021标准。

效率超过26%

采用该自组装双层的倒置钙钛矿太阳能电池功率转换效率超过26%，兼具高性能。

应用场景

• 钙钛矿太阳能电池：可直接用作倒置结构中的空穴传输层，替代易脱附的SAM。
• 光伏稳定性：同时满足湿热和温度循环的IEC标准，为组件认证提供材料基础。
• 电化学界面：提高界面粘附能，减少分层和电荷传输损失。
• 功能高分子涂层：通过共价聚合形成耐热网络，可推广至其他需要高温稳定性的涂层。
• 光学薄膜：上层面向取向结构可与光学薄膜设计结合，优化光管理和电荷传输。