方志敏&刘生忠&杨上峰Angew：界面分子锁定协同自组装单层实现高效钙钛矿太阳能电池

自组装单分子层的均匀性及钙钛矿薄膜界面缺陷严重影响倒置钙钛矿太阳能电池的性能。

本文扬州大学方志敏、中国科学院大连化学物理研究所刘生忠和中国科学技术大学杨上峰等人提出一种创新的界面分子锁定策略，与SAM协同增强埋底界面特性。具体通过结合(4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)苯基)膦酸和5-吲哚硼酸两种SAM，利用其强π-π相互作用形成覆盖致密均匀的增强型SAM。同时，在钙钛矿前驱体中引入噻苯达唑添加剂，借助其大分子偶极矩以及与E-SAM的强相互作用，在埋底界面自组装并锁定，进一步优化界面能级排列、提升钙钛矿结晶质量并降低缺陷密度，从而显著增强空穴提取并抑制非辐射复合。基于此，(FA₀.₉₅MA₀.₀₅)₀.₉₅CS₀.₀₅Pb(I₀.₉₅Br₀.₀₅)₃和FA₀.₉₅CS₀.₀₅PbI₃倒置器件效率均超过26.0%，且稳定性显著提升。其中1.56 eV带隙器件开路电压达1.21 V，为同带隙IPSCs中最高值之一。

该研究为通过埋底界面协同工程实现高性能倒置钙钛矿太阳能电池提供了新思路。

研究亮点：

1. 提出界面分子锁定协同策略：通过MeO-PhPACz与5-IBA形成增强型SAM，结合TBZ在埋底界面的自组装锁定，实现界面覆盖、能级与缺陷的协同优化。

2. 实现高效率与高开路电压：FAMACs与FACs体系IPSCs效率分别达26.00%与26.14%，其中1.56 eV带隙器件开路电压高达1.21 V，处于同类领先水平。

3. 器件稳定性全面提升：未封装器件在连续光照1000 h后仍保持87%初始效率，紫外与热稳定性也显著优于对照器件。

Interface Molecular Locking Synergized with Self-Assembled Monolayers for Efficient Perovskite Solar Cells

Xiang He, Shantao Zhang, Qi Wang, Yutong Ma, Chunyu Zhang, Yajuan Li, Nan Hu, Xuefei Weng, Tao Chen, Zhimin Fang, Junfa Zhu, Xiong Li, Chang-Qi Ma, Shengzhong (Frank) Liu, Shangfeng Yang, Yi Cui

First published: 28 December 2025

https://doi.org/10.1002/ange.202523439

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