氧化镍(NiOₓ)作为空穴传输材料面临表面缺陷多、与钙钛矿能级失配等挑战。
本研究南开大学李红时、姜源植和袁明鉴等人设计了一种三齿锚定分子[4-(三氟甲基)苯基]三乙氧基硅烷(3F-PTES),通过形成三齿共价键(Si-O-Ni)显著增强NiOₓ界面结合强度与覆盖度,使界面缺陷密度降低至羧酸修饰样品的40%。其末端三氟甲基基团精准调控NiOₓ能级,与钙钛矿的价带偏移(ΔE)仅0.01 eV。
基于此的倒置器件效率达26.47%,并在65°C、60%湿度下连续运行1500小时后仍保持97%初始效率(ISOS-L-3协议)。
三齿共价锚定技术:3F-PTES通过三个Si-O-Ni共价键锚定NiOₓ表面,结合能达-12.28 eV(羧酸单齿锚定的3.14倍),分子覆盖密度提升2.2倍,界面缺陷密度降低至3.41×10¹⁶ cm⁻³。
能级精准调控:三氟甲基强吸电子效应使NiOₓ功函数下移,与钙钛矿价带偏移仅0.01 eV,器件开路电压(Voc)达1.195 V(达SQ极限的95.1%)。
超强稳定性:在高温高湿(65°C/60% RH)加速老化测试中,器件1500小时效率衰减仅3%,远优于未修饰器件(580小时衰减60%)。
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