方志敏&劉生忠&楊上峰Angew：界面分子鎖定協同自組裝單層實現高效鈣鈦礦太陽能電池

自組裝單分子層的均勻性及鈣鈦礦薄膜界面缺陷嚴重影響倒置鈣鈦礦太陽能電池的性能。

本文揚州大學方志敏、中國科學院大連化學物理研究所劉生忠和中國科學技術大學楊上峰等人提出一種創新的界面分子鎖定策略，與SAM協同增強埋底界面特性。具體通過結合(4-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)苯基)膦酸和5-吲哚硼酸兩種SAM，利用其強π-π相互作用形成覆蓋致密均勻的增強型SAM。同時，在鈣鈦礦前驅體中引入噻苯達唑添加劑，借助其大分子偶極矩以及與E-SAM的強相互作用，在埋底界面自組裝并鎖定，進一步優化界面能級排列、提升鈣鈦礦結晶質量并降低缺陷密度，從而顯著增強空穴提取并抑制非輻射復合。基于此，(FA?.??MA?.??)?.??CS?.??Pb(I?.??Br?.??)?和FA?.??CS?.??PbI?倒置器件效率均超過26.0%，且穩定性顯著提升。其中1.56 eV帶隙器件開路電壓達1.21 V，為同帶隙IPSCs中最高值之一。

該研究為通過埋底界面協同工程實現高性能倒置鈣鈦礦太陽能電池提供了新思路。

研究亮點：

1. 提出界面分子鎖定協同策略：通過MeO-PhPACz與5-IBA形成增強型SAM，結合TBZ在埋底界面的自組裝鎖定，實現界面覆蓋、能級與缺陷的協同優化。

2. 實現高效率與高開路電壓：FAMACs與FACs體系IPSCs效率分別達26.00%與26.14%，其中1.56 eV帶隙器件開路電壓高達1.21 V，處于同類領先水平。

3. 器件穩定性全面提升：未封裝器件在連續光照1000 h后仍保持87%初始效率，紫外與熱穩定性也顯著優于對照器件。

Interface Molecular Locking Synergized with Self-Assembled Monolayers for Efficient Perovskite Solar Cells

Xiang He, Shantao Zhang, Qi Wang, Yutong Ma, Chunyu Zhang, Yajuan Li, Nan Hu, Xuefei Weng, Tao Chen, Zhimin Fang, Junfa Zhu, Xiong Li, Chang-Qi Ma, Shengzhong (Frank) Liu, Shangfeng Yang, Yi Cui

First published: 28 December 2025

https://doi.org/10.1002/ange.202523439

學術交流QQ群

知光谷光伏器件學術QQ群：641345719

鈣鈦礦產教融合交流@知光谷（微信群）：需添加編輯微信

為加強科研合作，我們為海內外科研人員專門開通了鈣鈦礦科創合作專業科研交流微信群。加微信群方式：添加編輯微信pvalley2024，備注：姓名-單位-研究方向（無備注請恕不通過），由編輯審核后邀請入群。