作为空穴选择性接触的有机分子——自组装单分子层(SAMs)，在确保高性能钙钛矿光伏器件中起着关键作用。SAM与钙钛矿之间的最佳能级对齐对于理想的光伏性能至关重要。然而，许多SAMs是在最佳带隙钙钛矿中研究的，专门针对宽带隙钙钛矿的能级修饰有限。鉴于此，浙江大学杨德仁院士、薛晶晶研究员团队在期刊《Nature Communications 》发文，题为“Inductive effects in molecular contacts enable wide-bandgap perovskite cells for efficient perovskite/TOPCon tandems”，在此，本文证明SAMs的能级可以通过共轭部分的诱导效应进行逐步系统调谐，从而能够针对特定钙钛矿带隙进行合理设计。基于调谐后的SAM的宽带隙钙钛矿器件实现了22.8%的功率转换效率(PCE)。与晶体硅TOPCon子电池集成后，进一步构建了PCE为31.1%(认证值30.9%)的钙钛矿/TOPCon叠层器件。
创新点
基于诱导效应的 SAMs 能级调谐策略
通过在共轭芘核中引入吸电子 / 给电子基团(如溴、甲基、甲氧基)，利用诱导效应系统调控 SAMs 的电子密度和能级，首次实现了 SAMs 与宽带隙钙钛矿的精准能级对齐，解决了传统 SAMs 适配窄带隙钙钛矿的局限性。
高性能宽带隙钙钛矿器件与叠层集成
优化后的甲氧基修饰 SAM(PyAA-MeO)使宽带隙钙钛矿单结器件效率达 22.8%(VOC 1.24 V，FF 84.3%)，且未封装器件在 60°C 下工作 400 小时后效率保持率超 99%。与 TOPCon 硅基子电池集成后，叠层器件效率达 31.1%(认证 30.9%)，FF 达 82.6%，为同类叠层系统最高效率之一。
全共轭刚性分子结构的稳定性突破
采用周边稠合多芳族芘核构建 SAMs，其完全共轭骨架赋予分子强结构刚性和化学惰性。经 2500 小时加速老化测试后，器件效率保持率超 96%，显著优于传统 N - 取代 π 共轭 SAMs，为商业化提供了稳定性基础。
未来展望
分子设计的拓展与机制深化
进一步探索多样化官能团(如硝基、氨基等)的诱导效应，拓展 SAMs 能级调谐范围，实现对更宽带隙钙钛矿(如 > 1.8 eV)的适配。结合理论计算与实验表征，深入解析诱导效应与界面电荷传输的构效关系，为高效分子设计提供普适性指导。
大面积制备与产业化兼容
开发适用于卷对卷印刷或刮涂工艺的 SAMs 沉积技术，解决小面积实验室制备与大面积生产的工艺鸿沟。优化钙钛矿 / TOPCon 叠层器件的界面工程(如隧道氧化物层厚度调控、复合层兼容性)，提升器件均匀性与可靠性，推动低成本、高稳定性叠层组件的商业化落地。
