王吉政&于贵&王丽萍AM：理性设计的自组装单分子层用于双位点钝化实现高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池

自组装单分子层是反式钙钛矿太阳能电池中实现高效空穴选择的关键材料，但实现致密、均匀且强相互作用的SAM薄膜仍面临挑战。

在此，北京科技大学王丽萍、中科院于贵和王吉政等人提出一种位点特异性卤化策略，在具有扭曲结构的Ph-4PACz分子骨架中引入氯原子，以调控分子间相互作用并实现与钙钛矿晶格的几何匹配。通过调节氯原子在苯环上的取代位置，我们设计了一系列Cl取代的Ph-4PACz衍生物。其中，对位取代的p-Cl-Ph-4PACz表现出与钙钛矿中相邻Pb²⁺离子间距（~14.57 Å）完美匹配的Cl–Cl距离（~14.56 Å），实现了协同的双位点钝化。该分子设计增强了界面接触，优化了能级对齐，并促进了钙钛矿的结晶，同时降低了缺陷密度和残余应力。

基于p-Cl-Ph-4PACz的钙钛矿太阳能电池实现了26.58%的高效率（认证效率26.13%），并在连续光照1000小时后仍保持95.90%的初始效率。该工作展示了通过理性分子设计实现晶格匹配双位点钝化，为构筑高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。

研究亮点：

1. 创新分子设计策略：提出位点特异性卤化策略，通过在Ph-4PACz的苯环对位引入氯原子，实现了分子内Cl–Cl间距（14.56 Å）与钙钛矿晶格中相邻Pb²⁺间距（14.57 Å）的完美晶格匹配，首次实现双位点协同钝化，显著增强了界面相互作用。

2. 双重机制提升性能：p-Cl-Ph-4PACz不仅通过其扭曲结构抑制分子聚集、形成致密均匀的SAM层，还利用双氯原子与Pb²⁺的强配位作用有效钝化埋底界面缺陷、释放残余应力，最终实现了26.58%的高效率（认证26.13%）。

3. 优异稳定性：基于该分子的器件在1000小时连续光照下仍保持95.90%的初始效率，并在湿热测试（85°C/85% RH）中展现出优异的稳定性，展现出良好的商业化潜力。

C.Shao, J.Chen, J.Ma, et al. “Rationally Designed Self-Assembled Monolayer for Dual-Site Passivation Enables Efficient and Stable Perovskite Solar Cells.” Advanced Materials (2026): e23249.

https://doi.org/10.1002/adma.202523249

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