杨道宾&葛子义AFM：二聚自组装分子调控相态均匀性与锚定稳定性实现高性能钙钛矿太阳能电池

相态均匀的自组装分子是推动p-i-n型钙钛矿太阳能电池规模化制备的关键路径。然而，在提升SAMs热稳定性的同时实现其相态均匀性仍是一大挑战。

本文中科院杨道宾和葛子义等人报道了两种二聚SAMs——Ph-BC2PA与Th-BC2PA，它们分别由单体BC2PA通过1,4-苯基和2,5-噻吩基桥联而成。结合分子动力学模拟与实验结果，我们发现Ph-BC2PA与Th-BC2PA相较于单体BC2PA可形成更均匀的形貌。飞行时间二次离子质谱与X射线光电子能谱进一步揭示了Ph-BC2PA在热老化条件下优异的形貌稳定性。将其应用于p-i-n型PSCs中，基于Ph-BC2PA的器件实现了26.33%的冠军光电转换效率，并具备出色的重复性。

值得注意的是，该器件在65°C下持续最大功率点跟踪500小时后仍保持初始效率的93%，在85°C、60%~70%相对湿度下热老化2000小时后仍保持初始效率的90%，展现出卓越的运行稳定性与热稳定性。

文章亮点

1. 二聚SAMs设计实现高均匀性与强锚定：通过苯基/噻吩基桥联构建二聚SAMs（Ph-BC2PA/Th-BC2PA），有效抑制分子聚集，形成均匀致密的空穴传输层，并显著增强在ITO表面的锚定能。
2. 高效与高稳定性兼备：Ph-BC2PA器件效率达26.33%，并在65°C MPPT运行500小时后保持93%效率，85°C高温高湿老化2000小时后仍保持90%效率，稳定性表现突出。
3. 界面能级优化与缺陷抑制：Ph-BC2PA修饰的ITO与钙钛矿层形成有利能级排列，促进空穴提取；同时提升钙钛矿结晶质量，释放残余应力，显著降低非辐射复合。

T. Liu, X. Liao, J. Wu, et al. “ Dimeric Self-Assembled Molecules Modulate Phase Homogeneity and Anchoring Stability for High-Performance Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e20189.

https://doi.org/10.1002/adfm.202520189