近期，材料学院李萌课题组在锡铅卤化物钙钛矿太阳能电池领域取得新进展，相关成果以“Anchoring Charge Selective Self-Assembled Monolayers for Tin–Lead Perovskite Solar Cells”为题，以Research Article形式在国际化学顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202312264

锡铅钙钛矿太阳能电池具有低毒性、合适的光学带隙等优点。然而，常用空穴传输层PEDOT:PSS本征的酸性等缺点限制了其进一步的发展。自组装单层在提高反式钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性方面表现出了巨大的潜力。合理调整自组装单层在导电金属氧化物基底上的锚定及其与钙钛矿材料的相互作用对提高效率和稳定性具有重要的作用。

图1. 基于不同Sam的锡铅钙钛矿器件J-V曲线，器件结构和SAM分子结构图。

针对上述问题，我们选择具有不同锚定基团和间隔基的SAM分子来控制反式锡铅混合钙钛矿太阳能电池中与钙钛矿的相互作用。研究发现带有羧酸盐基团的单层表现出适当的相互作用，并且比带有磷酸盐基团的单层具有更有利的取向和排列。这导致非辐射复合减少和结晶度增强。此外，短链长度可以改善SAM与钙钛矿的能级排列，从而改善空穴提取。结果表明，窄带隙 (∼1.25 eV) 锡铅混合钛矿太阳能电池器件的效率高达23.1%，开路电压高达0.89 V。未封装的器件在氮气气氛中存储超过2500小时后仍保留其初始效率的93%。这项工作证明了SAM在钙钛矿光伏发电方面尚未被充分开发的潜力，并提供了关于其结构修饰影响的重要发现。(DOI: 10.1002/adma.202312264)。

河南大学材料学院为论文第一通讯单位，河南大学材料学院张祖宏博士研究生和朱蕊副教授为第一作者，材料学院李萌教授为通讯作者。本工作得到了中国博士后科学基金会、河南省科学技术厅、国家自然科学基金委和河南大学的大力支持。