重庆大学姜庭明&孙宽AM：多功能埋底分子桥用于高性能倒置钙钛矿太阳能电池

基于咔唑的自组装单分子层（SAMs）作为一种有效的空穴传输层，极大地推动了倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）的光电转换效率（PCE）发展。然而，SAMs在基底上的不均匀分布和非紧密的界面接触会导致SAM/钙钛矿异质结处出现显著的界面能量损失。

本研究重庆大学姜庭明和孙宽等人构建了一种小分子4-溴苄基膦酸（4Br-BPA）作为分子桥，连接[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸（Me-4PACz）和钙钛矿，在改善界面特性方面表现出多功能性。首先，小尺寸的4Br-BPA分子可以部分填充NiOₓ/Me-4PACz上的一些空隙，并通过膦酸基团与NiOₓ锚定，同时改善NiOₓ表面态。其次，后沉积在Me-4PACz上的4Br-BPA通过π-π堆叠与Me-4PACz相互作用，抑制了界面处的电荷积累，调整了NiOₓ/Me-4PACz的能级，从而促进了空穴传输。第三，4Br-BPA与钙钛矿之间的相互作用能够有效钝化界面陷阱，并且具有改善润湿性的NiOₓ/Me-4PACz/4Br-BPA基底促进了钙钛矿薄膜的生长，增强了结晶度并释放了残余应力。

最终，所有这些优势转化为26.59%的惊人PCE（认证效率26.12%）。基于4Br-BPA的器件还表现出显著改善的运行稳定性，在1400小时连续单太阳光照下保持约90%的初始效率。

文章亮点

1. 多功能分子桥设计：4Br-BPA不仅填补SAM层空隙、改善能级对齐，还通过π–π堆叠增强空穴传输，同时钝化钙钛矿界面缺陷。

2. 显著提升器件性能与稳定性：PCE突破26.59%，认证效率达26.12%，且在长期运行中表现出色，1400小时后仍保持90%效率。

3. 系统性界面工程策略：从分子结构设计、能级调控到结晶优化，提供了一种全面的埋底界面改性方案，适用于高效稳定PSCs的制备。

M. Gao, Z. Ou, C. Wang, et al. “ Multifunctional Buried Molecule-Bridge for High-Performance Inverted Perovskite Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e14273.

https://doi.org/10.1002/adma.202514273

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