为提高反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）中空穴传输层（HTL）与钙钛矿活性层（PAL）的界面匹配性，本研究华侨大学吴季怀、孙伟海和兰章等人引入强吸电子分子2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷（F4TCNQ）作为自组装单分子层（SAMs）[2-(3,6-二甲氧基-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸（MeO-2PACz）与PAL之间的桥梁。
F4TCNQ通过π-π堆叠消除SAMs中的分子空隙，形成电荷转移复合物，均质化界面电势并促进钙钛矿结晶，使晶粒尺寸从0.53 μm增大至0.88 μm。F4TCNQ上的氰基和氟原子通过配位和氢键钝化Pb²⁺和I⁻缺陷，抑制离子迁移和载流子非辐射复合。同时，F4TCNQ的p型掺杂提升SAMs功函数，降低空穴提取势垒0.12 eV，增强电荷转移驱动力。
优化后的器件实现了25.91%的冠军光电转换效率（PCE）和1.202 V的高开路电压，并在最大功率点跟踪（MPPT）1000小时后仍保持91%的效率，归因于稳定的离子动力学和 robust 的界面粘附。本工作证明了分子桥接策略在高性能光伏器件中的可扩展性。
文章亮点
- 分子桥接界面工程：F4TCNQ作为强吸电子分子桥接SAMs与钙钛矿层，通过π-π堆叠填充SAMs空隙，形成均匀界面并促进钙钛矿结晶，晶粒尺寸增大66%。
- 多重缺陷钝化与能级调控：F4TCNQ的氰基和氟原子分别与Pb²⁺和I⁻形成配位键和氢键，有效钝化界面缺陷；同时通过p型掺杂提升SAMs功函数，降低空穴提取势垒0.12 eV。
- 高效稳定器件性能：反型PSCs实现25.91%的冠军效率和1.202 V的高开路电压，在1000小时MPPT测试后效率保持率达91%，展现了优异的运行稳定性。
J. Pan, J. Wu, W. Pan, Z. Wang, X. Chen, Q. Zheng, Z. Zhao, R. He, A. Tong, Y. Xie, F. Yu, W. Sun, Z. Lan, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202514365.
https://doi.org/10.1002/anie.202514365
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/22/50009098.html
