于贵&王吉政Angew：共价有机框架均质化自组装单分子层用于倒置钙钛矿太阳能电池

来源：知光谷发布时间：2025-11-10 14:06:41

自组装单分子层因其能够调控能级排列和界面质量，已成为倒置钙钛矿太阳能电池中极具潜力的空穴传输层。然而，广泛使用的SAM分子MeO-4PACz存在分子聚集、与钙钛矿前驱体润湿性差以及导电性有限等问题，共同阻碍了高质量钙钛矿薄膜的形成和有效的电荷提取。

本文中国科学院化学研究所于贵和王吉政等人提出了一种合理的SAM均质化策略，通过共组装将两种定制设计的共价有机框架引入MeO-4PACz SAM中。这些COFs设计具有刚性卟啉核心以增强电荷传输，以及柔性亲水侧链以改善基底润湿性。COFs的引入通过π-π相互作用和氢键有效抑制了MeO-4PACz的聚集，形成了均匀、导电且锚定良好的SAMs。因此，修饰后的SAMs促进了钙钛矿结晶，减少了埋底界面缺陷，并改善了电荷提取。采用Zn-PT-COF修饰SAM的器件实现了26.39%的冠军效率（认证效率26.12%），迟滞可忽略不计，并具有出色的运行稳定性，在连续运行1000小时后仍保持95%的初始效率。

本研究提供了一种全面的分子水平策略，以克服MeO-4PACz的固有局限性，为高效稳定的PSCs提供了可行路径。

文章亮点：

COFs协同修饰实现SAM均质化与多功能提升：通过引入PT-COF和Zn-PT-COF，利用π-π相互作用与氢键有效抑制MeO-4PACz分子聚集，同步提升SAM的均匀性、导电性与润湿性。
界面质量与结晶过程显著优化：修饰后的SAM促进钙钛矿高质量结晶，形成致密无孔洞的埋底界面，降低缺陷态密度，延长载流子寿命，显著抑制非辐射复合。
器件效率与稳定性双双突破：基于Zn-PT-COF修饰的倒置PSC实现26.39%的冠军效率（认证26.12%），并在连续光照1000小时后仍保持95%的初始效率，展示出卓越的运行与湿热稳定性。