AM：胍基工程化自组装单分子层：静电-配位协同实现高效串联兼容钙钛矿太阳能电池

宽带隙倒置钙钛矿太阳能电池因其优异的稳定性以及与叠层器件结构的高度兼容性而备受关注。然而，目前仍面临两大挑战：自组装单分子层的不均匀性及埋底界面缺陷的钝化不足。

本研究上海空间电源研究所孙利杰、西安电子科技大学朱卫东、习鹤和张进成等人在4-(7H-二苯并[c,g]咔唑-7-基)膦酸自组装单分子层中引入聚六亚甲基胍盐酸盐作为添加剂，其胍基团分别与4PADCB及钙钛矿组分产生静电-配位协同作用。静电作用抑制了SAM的聚集，减少了界面缺陷并优化了SAM/钙钛矿界面的能级对齐；配位作用则促进钙钛矿结晶、增大晶粒、降低缺陷密度并缓解界面应力。最终，优化的1.68 eV带宽钙钛矿太阳能电池实现了23.62%的优异光电转换效率，是目前报道的最高值，并在85°C氮气环境中热老化1300小时后仍保持95%以上的效率。

此外，该电池成功集成于钙钛矿/硅叠层太阳能电池中，层压制叠层器件效率达32.49%，单片叠层器件在1 cm²和20 cm²有效面积下分别实现32.25%和29.34%的效率。

研究亮点：

1. 提出静电-配位双重协同机制：通过PHMG中胍基的静电与配位作用，同步抑制SAM聚集、钝化界面缺陷并优化能级对齐。

2. 实现高效稳定的宽带隙钙钛矿电池：获得目前最高效率（23.62%）的1.68 eV倒置钙钛矿电池，并在高温下表现出优异的稳定性。

3. 推动高效叠层器件发展：基于优化后的钙钛矿电池，制备出效率突破32%的钙钛矿/硅叠层太阳能电池，展现良好的大面积扩展潜力。

L. Liang, W. Zhu, Z. Wang, et al. “ Guanidyl-Engineered SAMs with Electrostatic–Coordination Synergy for High-Efficiency Tandem-Compatible Perovskite Solar Cells.” Advanced Materials (2025): e19563.

https://doi.org/10.1002/adma.202519563

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。