Adv.Sci.：阴阳离子协同作用实现均匀稳定的自组装单层膜用于高效钙钛矿/TOPCon叠层太阳能电池

空穴选择性自组装单层膜最近推动了钙钛矿/硅叠层太阳能电池的效率提升，但在粗糙织构表面上构建致密、均匀且特别是稳定的自组装单层膜仍然具有挑战性。

本文浙江晶科能源有限公司徐孟雷、中国科学院李鑫、应智琴和叶继春等人采用了一种阴阳离子协同策略，以抑制自组装单层膜的团聚并增强分子锚定稳定性。阳离子-π相互作用和膦酸去质子化的协同效应，使得高质量的自组装单层膜和钙钛矿吸收层得以形成，同时改善了它们在埋底界面的界面接触。由此得到的宽带隙钙钛矿太阳能电池实现了23.04%的光电转换效率，在ISOS-L-1协议下进行1500小时最大功率点跟踪后，仍保持84%的初始效率。

此外，基于织构化隧穿氧化钝化接触的1 cm²单片钙钛矿/硅叠层太阳能电池实现了32.13%的惊人效率，这是迄今为止报道的钙钛矿/TOPCon叠层电池的最高效率值。

本文要点：

1. 阴阳离子协同新机制：首次引入GuaSCN作为Me-4PACz SAM的添加剂，Gua⁺阳离子通过强阳离子-π相互作用（结合能-1.27 eV vs SAM二聚体-0.39 eV）破坏SAM分子π-π堆积，将胶束尺寸从350 nm降至80 nm；SCN⁻阴离子促进膦酸去质子化，增强SAM与ITO的锚定强度（P-O和P=O振动峰红移7.6和3.9 cm⁻¹），实现均匀、致密、稳定的SAM覆盖。

2. 创纪录的TOPCon叠层效率：基于该策略的1 cm²单片钙钛矿/TOPCon硅叠层电池效率达32.13%，为目前报道的钙钛矿/TOPCon叠层电池最高效率；单结宽带隙（1.68 eV）钙钛矿电池效率达23.04%，且1500小时MPPT跟踪后仍保持84%初始效率。

3. 普适性与产业化潜力：该策略对MeO-2PACz、4PADCB等多种SAM分子均有效（胶束尺寸分别降至58 nm和57 nm，效率分别提升至22.37%和22.61%），对不同带隙钙钛矿组分也适用，展现出良好的普适性和产业化应用前景。

H. Ma, X. Li, H. Li, et al. “ Cation–Anion Synergy Enables Uniform and Stable SAMs for High-Efficiency Perovskite/TOPCon Tandem Solar Cells.” Advanced Science (2026): e20822.

https://doi.org/10.1002/advs.202520822

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。