中科院孟磊Nat Commun：用于倒置钙钛矿太阳能电池的氧化还原改进型自组装单分子层

倒置型钙钛矿太阳能电池（p-i-n pero-SCs）采用氧化镍（NiOx）与自组装单分子层（SAM）作为空穴传输层（HTL），已展现出较高的光电转换效率（PCE）。然而，NiOx表面镍价态的多样性给高质量SAM HTL的构建带来了复杂性。

为解决这一问题，本研究中国科学院化学研究所孟磊等人合成了一种新型SAM分子MeOF-4SHCz，靶向作用于NiOx表面富Ni³⁺区域，引发氧化还原反应。该反应产物在Ni³⁺富集区形成S–O–Ni键，而常规SAM分子MeOF-4PACz则在Ni²⁺区域通过P–O–Ni键锚定。二者以4:1（w/w）复合使用时，显著提升了SAM在NiOx上的覆盖度与均匀性。

_{基于该氧化还原改进型（ROI）-SAM HTL的倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.5%的高PCE（认证效率26.28%），并在连续光照MPP条件下保持T90 > 1000小时的优异稳定性。}

研究亮点：

1. 新型氧化还原靶向SAM策略：设计合成了含巯基（–SH）的SAM分子MeOF-4SHCz，特异性与NiOx表面Ni³⁺富集区反应，生成S–O–Ni键，显著提升SAM层均匀性与覆盖率。
2. 高效稳定兼顾：采用MeOF-4SHCz与MeOF-4PACz复合SAM作为HTL，实现26.5%的高转换效率（认证26.28%），并大幅提升器件稳定性（T90 > 1000 h）。
3. 界面氧化抑制：MeOF-4SHCz通过还原Ni³⁺降低界面氧化性，抑制钙钛矿组分分解，从而改善界面接触与长期稳定性。

Lan, Z., Yang, Y., Huang, H. et al. Interfacial electrostatic repulsion inhibits iodide ion migration for enhancing reverse-bias stability of perovskite solar cells. Nat Commun (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-66224-7