自组装单分子层在提升p-i-n结构钙钛矿太阳能电池的效率和运行稳定性方面展现出巨大潜力,但其在基底上的不均匀覆盖和弱界面粘附仍是性能进一步提升的关键瓶颈。在PSC器件制备过程中,极性溶剂处理步骤会诱导弱吸附的SAM分子发生脱附。
为解决该问题,湘潭大学闫磊、南方科技大学刘志新、王行柱和徐保民等人开发了一种带有原位交联基团的新型SAM材料——4-(5,9-二烯丙基-7H-二苯并[c,g]咔唑-7-基)丁基膦酸,该材料在紫外光照射下可快速聚合。交联后的SAM在极性溶剂暴露下仍能保持结构完整性,减少了界面缺陷的形成,同时增强了载流子传输性能并改善了钙钛矿薄膜的结晶性。
基于crs-4PADCB-V的器件实现了26.46%的冠军能量转换效率,并在连续光照下进行1000小时最大功率点跟踪后,仍保持了91%的初始效率。
文章亮点:
- 首创可原位交联的SAM材料:设计合成了含烯丙基交联位点的SAM分子4PADCB-V,通过简单的UV光照即可在基底上原位聚合形成交联网络,显著提升了SAM层的加工稳定性。
- 卓越的耐溶剂性与界面完整性:交联后的SAM在强极性溶剂处理后仍能保持高覆盖度和结构完整性,有效抑制了钙钛矿沉积过程中界面缺陷的产生,并诱导形成更大晶粒、更高质量的钙钛矿薄膜。
- 高效且稳定的器件性能:基于crs-4PADCB-V的PSCs实现了26.46%的冠军效率,并展现出优异的运行稳定性,在1000小时MPP跟踪后仍保持91%的初始效率,为高性能、高稳定性PSCs的制备提供了新策略。




L. Wang, Z. Liu, J. Zou, S. Peng, D. Wang, P. Zhu, Z. Lei, X. Lei, W. Yang, F. Su, Y. Bao, W. Peng, S. He, J. Zeng, Z. Song, X. Wang, L. Yan, B. Xu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e17058. https://doi.org/10.1002/anie.202517058
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