薛堂月&胡笑添&孫向南&周二軍AM：埋底界面螯合分子橋策略實現高效穩定倒置鈣鈦礦太陽能電池

[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸自組裝單分子層作為空穴傳輸層在倒置鈣鈦礦太陽能電池中表現出優異的性能，但其不均勻覆蓋和末端咔唑基團無法有效鈍化缺陷，限制了器件性能的進一步提升。

本研究鄭州大學薛堂月、南昌大學胡笑添、國家納米科學中心孫向南和周二軍等人采用后組裝螯合分子橋策略，引入2,5-噻吩二甲酸作為Me-4PACz HTL與鈣鈦礦層之間的界面層，既確保了Me-4PACz SAM的優先沉積，又填補了其空隙，形成致密均勻的雙層HTL。此外，TDCA中的C=O基團和S原子可與鈣鈦礦中未配位的Pb2?螯合，有效鈍化埋底界面缺陷。基于TDCA界面層的鈣鈦礦太陽能電池實現了26.15%的冠軍效率。該策略具有良好的工藝兼容性，窄帶隙（1.55 eV）和寬帶隙（1.77 eV）電池效率分別為26.20%和21.65%。

器件在手套箱中存放2500小時后仍保持94.2%的初始效率，在連續光照1000小時后保持90.7%，表現出優異的穩定性。

研究亮點：

1. 提出后組裝螯合分子橋策略：通過TDCA的雙羧基填充Me-4PACz SAM空隙，形成均勻雙層HTL，并利用C=O與S原子螯合Pb2?，實現界面缺陷協同鈍化。

2. 實現高效鈣鈦礦太陽能電池：冠軍效率達26.15%，并在窄帶隙與寬帶隙體系中均表現出高兼容性與高效率（分別達26.20%與21.65%）。

3. 兼具卓越穩定性：未封裝器件在手套箱中2500小時保持94.2%效率，連續光照1000小時仍保持90.7%，界面工程顯著提升器件長效穩定性。

L. Li, T. Xue, F. Yuan, et al. “ Buried Interface Chelating Molecular Bridge Strategy Enables Highly Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells.” Advanced Materials (2025): e18406.

https://doi.org/10.1002/adma.202518406

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