Chem异质取向分子堆叠：热蒸发厚层SAM助力高效钙钛矿光伏创纪录

通过溶液法制备自组装单分子层（SAM）以实现均匀的空穴传输，是制约钙钛矿光伏产业化的根本性瓶颈。

本文苏州大学功能纳米与软物质研究院王照奎教授、王凯礼副研究员与土耳其马尔马拉大学Ilhan Yavuz教授等人证明，热蒸发SAM（eSAM）通过精确的厚度控制克服了这一限制。至关重要的是，增厚的eSAM自发形成了从垂直到水平的分子取向梯度，从而构建了一个递减的能垒，能够定向促进空穴传输。这种定制化的界面同时确保了优异的表面覆盖，并引导高质量钙钛矿薄膜的生长。最终，所制备的光伏器件树立了新的标杆：在全真空蒸发器件中，小面积（0.108 cm²）实现了21.46%的惊人光电转换效率，大面积组件（15.52 cm²）实现了19.38%的效率；同时，基于eSAM与溶液法钙钛矿的混合器件也实现了23.67%的卓越效率。

这项新策略有效解决了SAM可规模化沉积的关键挑战，将eSAM定位为钙钛矿光伏产业化进程中的关键推动者。

文章亮点：

1. 首创“厚层异质取向”SAM新策略：发现热蒸发厚层SAM（20 nm）自发形成底部垂直、顶部水平的梯度分子取向，构建了能级渐变的空穴传输势垒，相比传统薄层SAM的单势垒，更有利于空穴的方向性提取与传输。

2. 突破全真空蒸发器件效率纪录：基于厚层eSAM的全真空蒸发器件小面积效率达21.46%，大面积组件（15.52 cm²）效率达19.38%，均为该体系迄今最高值；与溶液法钙钛矿结合的器件效率达23.67%，同样刷新eSAM体系纪录。

3. 同步解决覆盖性与稳定性难题：厚层eSAM显著改善ITO及钙钛矿埋底界面的分子覆盖均匀性，暴露的磷酸基团可有效钝化未配位Pb²⁺缺陷，器件在1200小时连续MPPT追踪后仍保持91.9%初始效率，批次间重复性（方差0.11）远超溶液法SAM。

SAM molecular stacking with heterogeneous orientation for high-performance perovskite photovoltaics

Huang, Lei et al.

Chem, Volume 0, Issue 0, 102941

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2026.102941

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