秦川江&吴艳杰AFM：基于3,7-POPA的高效稳定FAPbBr₃钙钛矿太阳能电池：一种多功能吩恶嗪类自组装单分子层

自组装单分子层（SAMs）在碘基钙钛矿太阳能电池（PSCs）中已取得显著成功，但其在溴基PSCs中的应用因结晶性差和界面能级不匹配而受限。

为解决这些问题，本研究中国科学院长吴艳杰和秦川江等人设计并合成了(3-(3,7-双(二苯基磷酰基)-10H-吩恶嗪-10-基)丙基)膦酸（3,7-POPA）SAMs，用于FAPbBr₃基PSCs。3,7-POPA不仅能促进钙钛矿的定向结晶和缺陷最小化，还能优化空穴选择性界面的能级对齐，显著提升空穴提取效率。最终，优化后的FAPbBr₃基PSCs实现了10.79%的光电转换效率（PCE）和1.51 V的开路电压（Voc），创下纪录。

封装后的器件在最大功率点运行1000小时后仍保持90%的初始效率。该策略为高性能溴基PSCs的效率与稳定性设立了新标杆。

文章亮点

1. 多功能SAM设计：3,7-POPA分子通过双(二苯基磷酰基)结构实现对NiOₓ界面的强结合、钙钛矿定向结晶诱导和缺陷钝化，一举解决溴基PSCs的多重界面问题。

2. 创纪录的高Voc与效率：器件Voc高达1.51 V，PCE达10.79%，是目前溴基FAPbBr₃ PSCs中的最高水平之一。

3. 卓越稳定性：封装器件在持续运行1000小时后仍保持90%初始效率，在高温（85°C）和湿热环境下也表现出显著优于对照组的稳定性。

A. Dolgormaa, Y. Wu, Z. Xu, et al. “ High-Efficiency and Stable FAPbBr3 Perovskite Solar Cells Enabled by 3,7-POPA: A Multifunctional Phenoxazine-Based Self-Assembled Monolayers.” Adv. Funct. Mater. (2025): e16065.

https://doi.org/10.1002/adfm.202516065

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