الطبقات الأحادية المجمعة ذاتياً بواسطة كلوريد الأحماض الأمينية لخلايا شمسية بيروفسكيت معكوسة عالية الأداء

الملخص شهد التطور السريع للطبقات الأحادية المجمعة ذاتياً (SAMs) دوراً محورياً في تحسين كفاءة تحويل الطاقة (PCE) لخلايا شمس بيروفسكيت المعكوسة (PSCs) لتتجاوز 26%. ومع ذلك، فإن الطبقات الأحادية المرجعية محدودة بواسطة حركيات التجميع العشوائية والتواصل البيني الضعيف مع البيروفسكيت، مما يؤدي إلى إعادة تركيب حادة عند الواجهة وتقويض استقرار الجهاز. هنا، طورنا طبقة أحادية مجمعة ذاتياً بواسطة كلوريد الأحماض الأمينية (AAH) لبناء خلايا شمسية عالية الأداء. من خلال تعديل منظم لطول الفاصل الألكيلي في AAH، نبّينا ملفاً استريكياً مثالياً يوازن بين التثبيت الديناميكي الحراري والتنظيم الجزيئي الحركي. تُظهر هذه الطبقة الأمثل بواسطة AAH تغطية معززة، وتجانساً، وكثافة تعبئة جزيئية، مما يثبت الواجهة عبر خفض كثافة العيوب وتحسين توافق مستويات الطاقة. علاوة على ذلك، تقيم مجموعات الأمونيوم النهائية (–NH₃⁺ Cl⁻) في AAH جسراً كيميائياً مع البيروفسكيت، مما يمرِّن عيوب الواجهة ويعزز التبلور الخالي من الإجهاد. نتيجة لذلك، حققت الأجهزة المعتمدة على طبقات AAH أفضل كفاءة تحويل طاقة بلغت 26.87% (معتمدة 26.33%) لمساحة تبلغ 0.058 سم² و25.90% لمساحة 1 سم². أظهر الجهاز المحمي استقرار تشغيل ممتاز بحفاظه على أكثر من 97.3% من كفاءته الأولية بعد 1100 ساعة من التشغيل المستمر عند نقطة القدرة القصوى في الهواء.