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Self-assembled monolayers for perovskite solar cells

自組裝單分子層在鈣鈦礦太陽能電池中的應用

作者介紹：

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

文章介紹：

由于其高性能、低成本和簡便的制造工藝，鈣鈦礦太陽能電池（PVSCs）成為最具前景的新一代太陽能技術之一。在過去幾年里，鈣鈦礦太陽能電池的能量轉化效率（PCE）已快速提高至27.0%。進一步提高器件的性能并增強其穩定性對其商業化至關重要。優化PVSCs中界面屬性，例如電極/鈣鈦礦層和電荷傳輸層（CTL）/鈣鈦礦層，是實現這一目標的有效策略之一。

聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）、聚[雙（4-苯基）（2,4,6-三甲基苯基）胺（PTAA）、鉬氧化物（MoO3）、氧化鎳（NiOx）等金屬氧化物廣泛用于空穴傳輸層（HTLs），而氧化鈦（TiOx）、氧化鋅（ZnO）、氧化錫（SnO2）和共軛聚電解質則廣泛用于電子傳輸層（ETLs）中。另一方面，自組裝單分子層（SAMs）由于其調節界面電子特性的能力、最小吸收、低材料消耗和簡便的加工過程，成為傳統電荷傳輸材料的另一種有前景的替代品。此外，這些SAMs有助于電極、CTL和鈣鈦礦層的形態控制和缺陷鈍化，從而進一步提高器件的性能和穩定性，因此在PVSCs中得到了廣泛應用。它們也被廣泛研究作為高效界面層，用于有機太陽能電池（OSCs）、有機發光二極管（OLEDs）和有機場效應晶體管（OFETs）等高效電子器件。例如，Guan等人最近使用2-(9H-卡巴唑-9-基)（2PACz）SAM修飾的銦錫氧化物（ITO）實現了PCE為20.17%（經認證為19.79%）的OSCs。

在這篇綜述中，我們全面總結了SAMs在PVSCs界面工程中的發展與進展。我們重點介紹了在不同界面上生長高質量SAMs的策略，強調了在器件制造過程中選擇、設計和優化具有所需性能的SAMs的關鍵原則。我們還提供了對SAMs未來發展的見解，以進一步提升PVSC的性能和穩定性，為其商業化鋪平道路。

中文摘要：
自組裝單分子層（SAMs）作為一種有效且有前景的界面工程方法，已被廣泛應用于提高鈣鈦礦太陽能電池（PVSCs）的性能和穩定性。近年來，SAMs因其最小的光吸收、低材料消耗、簡便的加工過程和良好的覆蓋性而受到顯著關注。通過優化能級對齊、抑制界面缺陷、促進電荷提取以及提高對濕氣和氧氣的耐受性，已經成功地實現了高效且穩定的鈣鈦礦太陽能電池。在這篇綜述中，我們全面總結了SAMs在PVSCs界面工程中的發展與進展。我們具體討論了在各種界面上生長具有所需性能的高質量SAM薄膜的策略，重點介紹了在器件制造過程中選擇、設計和優化不同界面SAMs的關鍵原則。最后，我們展望了SAMs未來發展的方向，以進一步提升PVSC的性能和穩定性，從而推動其商業化進程。