北京
主要内容
西安交通大学梁超、杨生春、吴宥伸与河南大学李萌等人的研究表明，分子选择性接触层有望显著提升钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。传统高共轭刚性空穴选择性接触层虽凭借规整π–π堆叠实现高效载流子传输，但驱动该堆叠的强分子间相互作用易诱发分子聚集，破坏接触层均匀性，进而降低电池工作稳定性。为此，该团队设计并报道了一种轴向手性骨架空穴选择性接触分子，其以嘧啶为间隔基团，通过氮-碳共价键连接不对称咔唑基端基单元，借助两个π体系的非共面排布及该共价键的旋转受限效应，构筑出低异构化能垒的分子结构。
该分子异构化能垒极低（仅4.37千卡/摩尔），且通过快速动态外消旋化效应抑制分子聚集、促进均匀堆叠，有效克服了传统高共轭刚性结构加工性能差、易聚集的固有缺陷，成功构建出均匀稳定、兼具优良接触特性与结构稳定性的异质结界面。这一设计不仅改善了钙钛矿薄膜成膜质量，还显著提升了器件对外界刺激的耐受能力。基于该分子接触层制备的器件表现优异：有效面积0.08平方厘米的小面积电池光电转换效率达26.91%（经认证为26.44%），有效面积69平方厘米的模组器件效率亦达22.14%；小面积器件在65℃、1个标准太阳光强连续最大功率点运行条件下，效率衰减至初始值98%的寿命（T98）超2000小时，在效率与稳定性上均实现大幅突破。该研究提出的分子构象调控理念，将进一步丰富分子接触层设计思路，为高效、稳定、可规模化太阳能电池模组的制备提供重要支撑。
文献信息
Axiallychiralmolecularcontactswithlowisomerizationbarriersforperovskitesolarcells
WenhanYang,XinGuan,QingbinCai,YuexinLin,ZuhongZhang,JinboZhao,JiaGuo,AnnanZhu,FenqiDu,WenjingZhu,JinLiu,SenJiang,NanZhang,XiaolongLiu,LeiZhang,YoushenWu,ShengchunYang,MengLi&ChaoLiang
https://www.nature.com/articles/s41566-025-01817-8
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