Adv. Sci.：咪唑后处理自组装单分子层用于倒置钙钛矿太阳能电池

倒置钙钛矿太阳能电池因其与叠层结构和柔性衬底的兼容性，成为下一代光伏技术的有力候选者。高性能的关键在于利用自组装单分子层优化埋底界面，其中Me‑4PACz因其优异的电荷提取性能而备受关注。然而，疏水咔唑端基与极性钙钛矿前驱体之间的极性不匹配问题阻碍了薄膜覆盖度和器件重现性。

本文深圳技术大学卓红斌、唐泽国和Danish Khan等人提出一种简便的后处理策略，在Me‑4PACz/钙钛矿界面引入两种氯化咪唑衍生物——4,5‑二氯咪唑（4,5‑DI）和4,5‑二氯‑2‑甲基咪唑（4,5‑D‑2‑MI）。这些分子通过增强咔唑‑咪唑相互作用，将界面从非极性转为极性，改善了自组装单分子层的润湿性，从而优化了钙钛矿的形貌。界面偶极的调控改变了功函数，降低了Me‑4PACz/钙钛矿界面的能带偏移，最终提升了器件的填充因子和光电压。

基于此，目标器件实现了约25%的转换效率，并在不同环境条件下表现出良好的长期稳定性，突显了通过自组装单分子层后处理实现高性能、高稳定钙钛矿太阳能电池的有效性。

研究亮点：

1. 创新界面改性策略：采用氯化咪唑衍生物对Me‑4PACz自组装单分子层进行后处理，将原本疏水的非极性界面转变为极性界面，显著提升钙钛矿前驱体润湿性与薄膜质量。

2. 性能全面提升：改性后的器件实现了高达24.97%的转换效率，填充因子和开路电压显著提升，同时非辐射复合损失大幅降低。

3. 优异的环境稳定性：在高温、高湿等多种苛刻条件下，改性器件表现出远优于对照组的长期稳定性，归因于界面缺陷的有效抑制与薄膜质量的整体提升。

I. Ghani, S. Tingshu, S. Ahmed, et al. “ Imidazole Post-Treated Self-Assembled Monolayers for Inverted Perovskite Solar Cells.” Advanced Science (2025): e18676.

https://doi.org/10.1002/advs.202518676

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