锡基钙钛矿太阳能电池实现均匀的底层界面

锡基钙钛矿太阳能电池（TPSCs）已成为铅基太阳能电池的一种极具前景的无毒且环保的替代品，其反型结构经认证的功率转换效率（PCE）目前已超过16%。尽管锡基钙钛矿具有理想的带隙，理论上支持超过33%的功率转换效率，但锡基钙钛矿太阳能电池在性能和稳定性方面仍有待提高，部分原因是其空穴传输层不够理想以及掩埋界面质量较差，从而阻碍了空穴的提取。在此，我们报道了在掩埋界面使用（E）-（2-（4'，5'-双（4-（双（4-甲氧基苯基）氨基）苯基）-[2,2'-联噻吩]-5-基）-1-氰基乙烯基）膦酸，通过分子膜来优化反型锡基钙钛矿太阳能电池的空穴传输层。这种分子膜能形成均匀的界面层，其能级排列匹配良好，从而显著增强空穴提取效率。此外，这种方法还能形成超润湿底层，引导生长出均匀、高质量的锡基钙钛矿薄膜，降低了缺陷密度并最大程度减少了非辐射复合损失。由此制备的反型小面积锡基钙钛矿太阳能电池展现出17.89%的创纪录功率转换效率（在反向扫描模式下经认证为17.71%）。此外，经过封装的器件在环境条件下存放1344小时后，仍能保持初始功率转换效率的95%以上；在1个太阳光照下连续运行1550小时后，仍能保持94%以上。值得注意的是，我们制备的1平方厘米锡基钙钛矿太阳能电池也实现了14.40%的创纪录功率转换效率，这凸显了我们策略的可扩展性。