在CsPbI₃₋ₓBrₓ基钙钛矿太阳能电池(PSCs)中，钙钛矿/空穴传输层(HTL)界面的理性分子设计是抑制非辐射复合的有效策略。然而，如何通过单一分子修饰剂同时实现高效缺陷钝化和快速电荷提取仍具挑战性。
本研究陕西师范大学田庆文和刘生忠等人采用平面共轭分子1,8-萘啶-2-胺(2-NA)作为多功能界面修饰剂，在CsPbI₃₋ₓBrₓ PSCs中同步增强电荷提取并抑制界面复合。结合密度泛函理论(DFT)计算和实验分析，发现2-NA通过非共价相互作用(如π-π堆积和氢键)形成致密保护层，有效钝化未配位Pb²⁺并抑制离子迁移。值得注意的是，2-NA显著促进热载流子提取，将载流子冷却时间从515 fs缩短至240 fs，并使载流子扩散长度提升四倍，从而改善电荷传输。优化后的器件实现了22.49%的功率转换效率(PCE)，为该类PSCs的最高报道值。
此外，器件在环境条件下(30%~35% RH)运行1008小时后仍保持93.6%的初始效率，展现出卓越的稳定性。
文章亮点：
多功能界面修饰剂：平面共轭分子2-NA通过π-π堆积和氢键形成致密保护层，同步钝化缺陷(如未配位Pb²⁺)并抑制离子迁移，同时优化能级排列，提升电荷提取效率。
热载流子高效提取：2-NA将载流子冷却时间从515 fs缩短至240 fs，扩散长度提升四倍，显著减少能量损失，助力器件效率突破22.49%。
卓越稳定性：2-NA修饰的器件在环境条件下(30%~35% RH)运行1008小时后仍保持93.6%的初始效率，其疏水性和高缺陷形成能有效抑制相变和离子迁移。
R. Li, Q. Chen, H. Zhang, Z. Wang, T. Zhou, X. Feng, Y. Du, J. Zhang, L. Xi, Q. Tian, S. (F.) Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202510925.
https://doi.org/10.1002/anie.202510925
