组装

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-4PACzSAM中。

该研究提出通过共组装分子杂化策略优化倒置钙钛矿太阳能电池的掩埋界面：将多羧酸功能化芳香化合物4,4’,4’’-三苯甲酸腈与常用自组装分子膦酸Me-4PACz形成NA-Me杂化层，有效改善Me-4PACz的润湿性差、团聚问题，减少界面纳米空洞与残余拉伸应力，降低非辐射复合损失；基于该策略的小面积倒置PSCs获得26.54%的认证稳态效率，11.1cm面积的迷你组件认证效率达22.74%，且在环境空气中1-sun光照下运行2400小时后仍保持初始效率的96.1%，为倒置PSCs商业化提供关键技术路径。

将对称取代基掺入自组装单层中是抑制聚集的有效策略。鉴于此，2025年10月29日天津大学张飞在期刊《ACSEnergyLETTERS》发文“sp3HybridizedSelf-AssembledMonolayerswithAsymmetricStericEffectforPerovskiteSolarCells”。为了更好地平衡空间效应和π相互作用，本文通过sp3杂化9、10-dihydroacridine核心、4PADMeAC和4PADPhAC设计了两个具有不对称空间效应的SAM。因此，4PADPhAC薄膜表现出更高的均匀性和更高的电导率，从而产生具有更高结晶质量和更低捕集密度的钙钛矿薄膜。

将对称取代基掺入自组装单层中是抑制聚集的有效策略。然而，由此产生的对称空间效应通常会削弱π相互作用。为了更好地平衡空间效应和π相互作用，天津大学张飞等人通过sp3杂化9、10-dihydroacridine核心、4PADMeAC和4PADPhAC设计了两个具有不对称空间效应的SAM。与甲基相比，苯基产生更大的扭曲角和更有效的ππ相互作用，从而产生更小的胶束和更有效的空穴传输。

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。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。

在ITO或金属氧化物传输层上的自组装单分子层分子在钙钛矿薄膜处理和器件运行过程中容易解吸，从而导致光电转化效率降低和器件退化。因此，开发在界面上稳定SAMs的有效策略对于进一步提升基于SAMs的钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性至关重要。此外，MPTMS中的巯基可与钙钛矿埋藏界面处的欠配位Pb强烈相互作用，进一步减轻界面缺陷。本研究为高效且稳定的光伏钙钛矿太阳能电池的耐久界面合理设计提供了有价值的指导。

溶液法制备的钙钛矿材料，结合现有硅基设施用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池，因其低成本和高效率而备受关注。

自组装分子因其能精细调控界面能级并提升电荷选择性，已成为有机太阳能电池中传统空穴传输层的有前景替代材料。本研究浙江大学李水兴、李寒莹和陈红征等人报道了一种螺环构型的自组装分子4PA-SAcF，作为高性能空穴传输层应用于有机太阳能电池。基于PM6:Y6的有机太阳能电池采用4PA-SAcF后实现了19.52%的光电转换效率，是该材料体系迄今报道的最高值之一。

自组装分子作为空穴选择层在钙钛矿太阳能电池中取得了巨大成功。然而，有效调控杂化自组装分子在氧化铟锡衬底上的吸附构型仍具挑战，这直接影响其取向与均匀性。增强埋底界面质量与电荷传输：BSCA共组装诱导的垂直排列促进更致密、均匀的SAM覆盖，提升钙钛矿结晶质量，加快电荷提取并有效抑制非辐射复合。

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。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。文章亮点二聚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，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。