台湾大学研发新型分子层技术提升太阳能电池性能
2025-07-15 16:18
来源:国立台湾大学
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台湾大学研究团队在《美国化学会志》发表创新成果,开发出适用于钙钛矿和有机太阳能电池的通用界面技术。这项研究通过引入散布组装单分子层(IAM)策略,同步提升了两种太阳能电池的转换效率和稳定性。纯自组装单分子层 (SAM) 如何倾向于形成胶束,从而形成松散堆积的空穴选择层 (HSL);而与主体 SAM 一起引入分散剂则有利于形成散布组装单分子层 (IAM),从而形成更致密、更高效的 HSL

传统自组装单分子层(SAM)技术因光伏机制差异,难以同时满足有机和钙钛矿太阳能电池的界面需求。研究团队创新性地在SAM骨架中引入具有强推拉效应的二级分子,形成IAM结构。该设计不仅抑制了胶束形成缺陷,还通过优化偶极矩增强了空穴传输效率。

团队系统研究了侧链结构对IAM性能的影响,发现空间位阻效应是提升薄膜质量的关键因素。实验数据显示,采用IAM技术后,有机太阳能电池转换效率从18.12%提升至19.23%,钙钛矿太阳能电池效率则从23.84%提高到25.01%,器件稳定性也获得显著改善。

"这项技术提供了通用化学解决方案,能有效降低研发成本,加速净零碳排目标的实现,"通讯作者周必泰教授表示。该研究为太阳能电池界面工程开辟了新路径,有望推动清洁能源技术的发展。

更多信息: Chieh-Ming Hung 等人,《散布组装单分子层增强高效有机和钙钛矿太阳能电池中的空穴传输》,《美国化学会志》(2025)。期刊信息: 美国化学会志

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