AM：非对称自组装分子具有高偶极矩，用于高效宽带隙钙钛矿太阳能电池和串联器件

组装单分子层作为空穴传输层在宽带隙钙钛矿太阳能电池及串联器件中展现出巨大潜力。然而，传统SAM材料常面临能级不匹配和电荷传输效率低等问题，制约了器件性能的提升。

本研究南方科技大学丘龙斌、中国科学院宁波材料所Zhaoqin Chu、华中科技大学陈炜和刘宗豪等人通过不对称π-共轭延伸与末端溴取代策略，设计了一种基于咔唑的自组装分子Br-4PhCz。该分子具有高偶极矩、面朝基底的取向排列和优异的自组装质量。作为空穴传输层，它促进了高质量宽带隙钙钛矿薄膜的大面积沉积，强化了埋底界面，减小了能级失配，抑制了界面非辐射复合，提升了空穴提取效率。基于Br-4PhCz的宽带隙钙钛矿电池实现了1.36 V的高开路电压。

进一步构建的全钙钛矿串联器件在小面积（0.05 cm²）和大面积（1 cm²）上分别实现了29.35%（认证28.98%）和28.83%（认证28.49%）的优异效率。

研究亮点：

1. 分子设计创新：通过不对称π-延伸与溴末端官能化，构建出具有高偶极矩的SAM分子，显著优化了界面能级对齐与分子取向。

2. 高效界面调控：该SAM层大幅抑制了界面非辐射复合，提升开路电压至1.36 V，为宽带隙钙钛矿电池的高效化提供了新策略。

3. 串联性能突破：基于该SAM的全钙钛矿串联器件在大面积（1 cm²）上实现认证效率28.49%，是目前报道中最高性能之一，展现出优异的可扩展性与稳定性。

J. Wang, Y. Hao, H. Zhu, et al. “ Asymmetric Self-Assembled Molecule With High Dipole Moment for Efficient Wide-Bandgap Perovskite Solar Cells and Tandems.” Advanced Materials (2026): e23338.

https://doi.org/10.1002/adma.202523338

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