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全钙钛矿叠层太阳能电池的性能很大程度上取决于锡-铅窄带隙子电池的特性。2PACz等自组装单分子层在铅基钙钛矿太阳能电池中已取得巨大成功，但其在锡-铅钙钛矿电池中的应用仍有限，主要源于载流子提取能力不足与界面稳定性欠佳。
本研究中山大学毕冬勤等人首次设计并引入一种新型SAM分子——9-(3,4-二羟基苯基)-9H-咔唑，其具有共轭邻苯二酚锚定基团，应用于锡-铅钙钛矿电池中。相比基于膦酸的2PACz，DOPhCz可形成更均匀、规整的SAM层，促进钙钛矿更均匀成核、改善结晶质量，降低界面缺陷密度，从而提升器件性能。此外，DOPhCz加速空穴提取并减少器件工作过程中的化学扰动。基于DOPhCz的锡-铅钙钛矿电池实现了24.17%的光电转换效率，优于基于2PACz的器件，且运行稳定性显著提升。应用于全钙钛矿叠层电池时，效率达到28.30%。
本工作为SAM诱导的界面稳定机制提供了清晰解释，并为高性能全钙钛矿叠层器件的分子工程设计提供了重要见解。
研究亮点：
新型邻苯二酚锚定基团SAM设计：首次将具有共轭邻苯二酚锚定基团的DOPhCz用于Sn-Pb钙钛矿电池，其弱酸性（pH≈6.0）显著低于2PACz（pH≈3.4），减少界面质子扰动，提升化学稳定性。
协同优化结晶与界面性能：DOPhCz刚性共轭结构促进SAM层有序紧密排列，增强表面亲水性，引导钙钛矿沿(100)晶向择优生长，形成致密无孔洞薄膜，显著降低埋底界面缺陷密度。
高效稳定全钙钛矿叠层电池：基于DOPhCz的Sn-Pb子电池效率达24.17%，全钙钛矿叠层效率达28.30%；在最大功率点连续运行500小时后仍保持80%初始效率，界面与运行稳定性显著优于2PACz体系。
T. Kong, W. Chen, Z. Zhao, Y. Liu, and D. Bi, “ Catechol-Functionalized Self-Assembled Monolayer for Highly Efficient Sn─Pb and All-Perovskite Tandem Solar Cells.” Advanced Materials (2025): e17139.
https://doi.org/10.1002/adma.202517139
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