具有不对称空间效应的sp3杂化自组装单层结构在钙钛矿太阳能电池中的应用

《ACS Energy Letters》：sp3-Hybridized Self-Assembled Monolayers with Asymmetric Steric Effect for Perovskite Solar Cells

设计含sp3-杂化9,10-二氢蒽并咔啶核心的两种不对称SAMs（4PADMeAC/4PADPhAC），苯基取代增强π-π相互作用，优化钙钛矿薄膜结晶质量（效率25.34%）和耐久性（空气稳定性85%）。

　　

将对称取代基引入自组装单层结构是一种有效的抑制聚集的方法。然而，由此产生的对称空间效应往往会减弱π相互作用。为了更好地平衡空间效应和π相互作用，我们设计了两种具有非对称空间效应的自组装单层材料（SAMs），它们采用sp3杂化的9,10-二氢吖啶核心结构，分别为4PADMeAC和4PADPhAC。与甲基相比，苯基能够产生更大的扭转角度，并且具有更强的π-π相互作用，从而形成更小的胶束并实现更高效的空穴传输。因此，4PADPhAC薄膜表现出更好的均匀性和更高的导电性，制备出的钙钛矿薄膜具有更高的结晶质量以及更低的缺陷密度。基于4PADPhAC的器件实现了25.34%的转换效率，并且稳定性得到了提升：在相对湿度为45 ± 10%的空气中放置3026小时后，其效率仍保持在初始值的85%（ISOS-D-1）；在45 ± 5°C、相对湿度为70 ± 10%的空气中，经过500小时的太阳光照射（最大功率点跟踪，MPPT）后，其效率仍保持在初始值的94%（ISOS-L-3）。