北京
自组装单分子层（SAMs）是倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）极具应用前景的高效空穴传输材料。现有研究仍存在两大痛点：一是可同步优化电子结构、分子堆积、钙钛矿结晶与界面接触的协同型自组装单分子层分子设计研究尚不充分；二是多数新型自组装单分子层合成流程复杂，制约材料开发。针对上述难题，南昌大学陈义旺、江西师范大学梁爱辉团队采用反应条件温和、原料成本低廉的简易费歇尔吲哚合成法，构建不对称苯并[1]噻吩并[3,2-b]吲哚（BTI）分子母核，制备了一系列全新BTI基不对称自组装单分子层。
研究在BTI骨架上引入梯度给/吸电子取代基，系统探究取代基电子效应对器件光伏性能的影响规律，阐明取代基调控电子结构会改变自组装分子排列方式，进而调控钙钛矿结晶行为与埋底界面特性。实验表明，随着取代基吸电子能力增强，BTI基自组装单分子层功函数逐步提升，与钙钛矿层能级匹配性显著优化，同时分子保持长程有序堆积。高品质自组装单分子薄膜可作为钙钛矿沉积模板，引导钙钛矿晶体生长、改善埋底界面接触、抑制界面非辐射复合。
基于F-4PABTI的倒置钙钛矿电池实现26.76%的峰值光电转换效率（PCE），开路电压达1.203V；在标准太阳光下连续运行1500h后，器件仍保有初始效率的94%，工作稳定性显著提升。该材料同样适用于大面积器件与宽禁带器件：1cm²小面积电池、655.2cm²光伏模组、1.84eV宽禁带器件分别实现25.38%、20.59%、17.87%的光电转换效率。本研究明确了BTI基自组装单分子层的分子调控机理，为开发高效、高稳定倒置钙钛矿太阳能电池提供了实用的分子设计思路。
文献信息
MolecularTailoringofSelf-AssembledMonolayersDerivedFromAsymmetricBenzothienoindoleforEfficientandStableInvertedPerovskiteSolarCellsandModules
ShenZhong,YonglongYang,ZhaojinWang,GangXie,HongxiangLi,WeiYi,ShuoYao,FanyuZeng,ZengqiHuang,AihuiLiang,YiwangChen
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.1678852
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