协调空穴传输单层的结构有序性和界面结合，实现高效反式PSC

上海交通大学韩礼元教授与王言博教授带领其团队，在自组装单层（SAM）空穴传输材料领域取得了重要突破，这一成果极大地推动了反式钙钛矿太阳能电池（PSC）性能的快速提升。然而，在实现高度有序SAM结构以及与钙钛矿层形成强结合方面，传统方法面临诸多挑战，这不仅导致底部界面缺陷频发，还限制了SAM在大面积器件制造中的应用。

针对这一难题，韩礼元教授与王言博教授团队提出了一种创新性的解决方案。他们研发了一种带有二酰胺端基的功能化共组装分子，该分子能够与常用的咔唑基SAM形成超分子相互作用，有效调节其结构有序性，并协同增强与钙钛矿Pb-I框架的化学键合。这一发现为构建高效且稳定的反式PSC提供了新的可能。

实验结果显示，这种目标共组装SAM助力小面积器件取得了经认证的25.3%的光电转换效率，并且在1.02平方厘米器件中展现出高度可重复的性能，充分证明了其与大面积制造的良好兼容性。此外，封装后的器件在85°C下老化1500小时后，仍保持了初始光电转换效率的92.8%；在65°C下进行最大功率点（MPP）追踪1500小时后，也保持了初始功率转换效率的91.2%，表现出卓越的稳定性。

具体来说，团队报道了一种新型的二酰胺基分子3-UA，该分子与2PACz共组装，在NiOx上形成了均匀且结构有序的空穴传输单层。该分子不仅填补了基底上的未覆盖位点，增强了与钙钛矿的相互作用，形成了致密的空穴选择性接触，还通过与基于PACz的自组装单层形成超分子相互作用，减少了自聚集现象，促进了基底上均匀有序组装结构的形成。这种方法实现了底部界面的均匀钝化，有效抑制了缺陷的形成，减少了能量损失，从而使反式钙钛矿太阳能电池的功率转换效率达到了25.3%的领先水平。

值得一提的是，这一研究成果不仅提高了器件的大面积制造兼容性和长期稳定性，还为构建高均匀性、高结构有序性的超薄自组装单层提供了宝贵的经验和启示。这一创新成果有望促进基于高效自组装单层的反式钙钛矿光伏器件制造技术的规模化和商业化，为光电子器件领域的发展注入新的活力。

总之，韩礼元教授与王言博教授团队的这一研究成果，不仅为反式钙钛矿太阳能电池的发展提供了新的思路和方法，也为其他类型光电子器件的研究提供了有益的借鉴和启示。

文献信息：

Synergistic Improvement of Structural Ordering and Interface Binding of Hole Transport Monolayer for Efficient Inverted Perovskite Solar Cells

Ziyang Zhang, Tianhao Wu, Zhenzhen Qin, Mengjiong Chen, Wenxiang Xiang, Zhenhua Chen, Yanbo Wang, Zhanglin Guo, Toshinori Matsushima, Liyuan Han

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202500572