Self-assembled monolayers for perovskite solar cells

自组装单分子层在钙钛矿太阳能电池中的应用

作者介绍：

Weifei Fu ^a b, Ahmed I.A. Soliman ^a c, Yiran Zheng ^a, Yu Zhou ^a, Yiqing Zhang ^a, Shiqi Shan ^a, 

Hongzheng Chen ^a b *

a State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, Department of Polymer

 Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, China

b Zhejiang University Hangzhou Global Scientific and Technological Innovation Center, Hangzhou, 

311200, China

c Chemistry Department, Faculty of Science, Assiut University, Assiut, 71516, Egypt

https://doi.org/10.1016/j.revmat.2025.100017

文章介绍：

由于其高性能、低成本和简便的制造工艺，钙钛矿太阳能电池（PVSCs）成为最具前景的新一代太阳能技术之一。在过去几年里，钙钛矿太阳能电池的能量转化效率（PCE）已快速提高至27.0%。进一步提高器件的性能并增强其稳定性对其商业化至关重要。优化PVSCs中界面属性，例如电极/钙钛矿层和电荷传输层（CTL）/钙钛矿层，是实现这一目标的有效策略之一。

聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）、聚[双（4-苯基）（2,4,6-三甲基苯基）胺（PTAA）、钼氧化物（MoO3）、氧化镍（NiOx）等金属氧化物广泛用于空穴传输层（HTLs），而氧化钛（TiOx）、氧化锌（ZnO）、氧化锡（SnO2）和共轭聚电解质则广泛用于电子传输层（ETLs）中。另一方面，自组装单分子层（SAMs）由于其调节界面电子特性的能力、最小吸收、低材料消耗和简便的加工过程，成为传统电荷传输材料的另一种有前景的替代品。此外，这些SAMs有助于电极、CTL和钙钛矿层的形态控制和缺陷钝化，从而进一步提高器件的性能和稳定性，因此在PVSCs中得到了广泛应用。它们也被广泛研究作为高效界面层，用于有机太阳能电池（OSCs）、有机发光二极管（OLEDs）和有机场效应晶体管（OFETs）等高效电子器件。例如，Guan等人最近使用2-(9H-卡巴唑-9-基)（2PACz）SAM修饰的铟锡氧化物（ITO）实现了PCE为20.17%（经认证为19.79%）的OSCs。

在这篇综述中，我们全面总结了SAMs在PVSCs界面工程中的发展与进展。我们重点介绍了在不同界面上生长高质量SAMs的策略，强调了在器件制造过程中选择、设计和优化具有所需性能的SAMs的关键原则。我们还提供了对SAMs未来发展的见解，以进一步提升PVSC的性能和稳定性，为其商业化铺平道路。

中文摘要：
自组装单分子层（SAMs）作为一种有效且有前景的界面工程方法，已被广泛应用于提高钙钛矿太阳能电池（PVSCs）的性能和稳定性。近年来，SAMs因其最小的光吸收、低材料消耗、简便的加工过程和良好的覆盖性而受到显著关注。通过优化能级对齐、抑制界面缺陷、促进电荷提取以及提高对湿气和氧气的耐受性，已经成功地实现了高效且稳定的钙钛矿太阳能电池。在这篇综述中，我们全面总结了SAMs在PVSCs界面工程中的发展与进展。我们具体讨论了在各种界面上生长具有所需性能的高质量SAM薄膜的策略，重点介绍了在器件制造过程中选择、设计和优化不同界面SAMs的关键原则。最后，我们展望了SAMs未来发展的方向，以进一步提升PVSC的性能和稳定性，从而推动其商业化进程。