南京工业大学Angew：硫调控全共轭自组装单分子层：协同双界面优化助力倒置钙钛矿太阳能电池效率超26.5%

为了实现倒置钙钛矿太阳能电池的高效率和高稳定性，必须确保自组装单分子层在基底上均匀覆盖，并有效钝化钙钛矿埋底界面的缺陷。

本文南京工业大学殷成蓉、董京金和秦天石等人通过取代基调控和连接单元调整，开发了两种硫调控全共轭自组装单分子层——SMe-TPA-PA和SMe-TPA-ThPA，用于倒置钙钛矿太阳能电池。两种自组装单分子层中甲硫基的引入增强了其在界面的缺陷钝化能力。此外，SMe-TPA-ThPA中的噻吩连接单元增强了分子间相互作用，改善了与钙钛矿的能级匹配，实现了在ITO上稳定均匀的分子覆盖，并促进了高效的空穴提取。通过对ITO/钙钛矿体系进行协同双界面修饰，基于SMe-TPA-ThPA和SMe-TPA-PA的倒置钙钛矿太阳能电池实现了显著提升的光电转换效率，分别达到26.52%和25.40%，超过了基于甲氧基取代自组装单分子层（OMe-TPA-PA，24.31%）的对照器件。

值得注意的是，采用SMe-TPA-ThPA的器件还表现出优异的运行稳定性，在1700小时连续光照后仍保持初始效率的91.8%，在65°C连续热老化1700小时后保持91.2%。

研究亮点：

1. 首创“硫调控”全共轭SAM分子设计：通过引入甲硫基取代基和噻吩连接单元，开发了两种新型三苯胺基全共轭SAM。甲硫基通过Pb-S轨道耦合有效钝化埋底界面缺陷，噻吩单元则增强分子间π-π相互作用，改善分子堆叠与界面覆盖。

2. 26.52%创纪录效率：基于SMe-TPA-ThPA的倒置器件实现26.52%的光电转换效率，开路电压高达1.191 V，填充因子达86.37%，均为1.54 eV带隙倒置钙钛矿太阳能电池中的顶尖水平，并成功应用于效率28.03%的全钙钛矿叠层电池。

3. 卓越的双重稳定性：SMe-TPA-ThPA器件在1700小时连续光照和65°C热老化后分别保持91.8%和91.2%初始效率，展现出优异的运行稳定性和热稳定性，归因于硫原子的强配位作用和噻吩增强的分子间相互作用有效抑制了离子迁移。

Sulfur-Modulated Fully-Conjugated Self-Assembled Monolayers for Synergistic Dual-Interface Optimization in Inverted Perovskite Solar Cells

Song Yao, Qianyu Su, Shunan Sui, Fei Du, Wenjian Yan, Pengli Cao, Cheng Liang, Zhengwu Pan, Chengrong Yin, Jingjin Dong, Jiupeng Cao, Wei Huang, Tianshi Qin

First published: 05 March 2026

https://doi.org/10.1002/ange.5319815

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