反式钙钛矿太阳能电池

论文概览自组装单分子层由于其独特的调节能级排列和界面质量的能力，成为反式钙钛矿太阳能电池中有前景的空穴传输层。MeO-4PACz与COFs共组装后，聚集状态显著改善，形成了均匀的自组装单分子层。改善的分散性有助于形成均匀的SAM，从而促进钙钛矿薄膜的沉积。结果显示，在没有COFs的情况下，MeO-4PACz在ITO表面聚集，而在Zn-PT-COF的帮助下，MeO-4PACz的聚集显著减少，形成了更加均匀的单分子层。

反式钙钛矿太阳能电池因其优异的稳定性与可扩展潜力被视为下一代光伏技术的重要方向，但其埋底界面缺陷和机械应力长期制约了效率与可靠性。2025年11月4日，苏州大学李亮&王旻团队于EES发表最新研究成果，报道了一种基于分子引导的埋底界面调控策略，通过2-氨基噻唑盐酸盐对Al2O3纳米颗粒进行功能化，实现了高效稳定的反式钙钛矿太阳能电池。该研究为高性能、长寿命钙钛矿光伏器件的规模化制备提供了新思路。

基于该3D/2D异质结的反式钙钛矿太阳能电池实现了26.17%的光电转换效率，并具备1.194V的高开路电压和85.40%的填充因子。研究意义界面工程新策略：提出以氟化哌啶衍生物为表面重构剂，实现3D/2D异质结的精准构建与性能协同优化。结论展望本研究通过分子设计的氟化哌啶衍生物p-CFPIP，成功在3D钙钛矿表面构建了高n值2D覆盖层，形成了高效的3D/2D表面异质结。

3D/2D钙钛矿异质结构已成为同时提升钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的有效策略。本研究中国科学院大连化学物理研究所刘生忠和陕西师范大学冯江山等人引入了一种氟化哌啶衍生物——4-三氟甲基哌啶，作为3D钙钛矿的精确表面重构剂。高效电子提取与传输：3D/2D异质结显著提升电子提取效率，降低界面缺陷密度，抑制非辐射复合，使反式PSC效率突破26%，VOC高达1.194V。

残余应力会导致钙钛矿晶格畸变，进而形成位错、空位等局域缺陷，这些缺陷作为非辐射复合中心严重影响钙钛矿薄膜的稳定性。此外，该器件在1.55eV带隙的同类PSC中实现了最低的开路电压损失，并展现出优异的长期稳定性。这些成果为钙钛矿薄膜的埋底界面修饰和高效柔性PSC的制备提供了一条有前景的路径。

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。

实现良好调控的电子选择层对于钙钛矿太阳能电池的器件规模化与性能至关重要。尽管苯基-C61-丁酸甲酯是反式钙钛矿太阳能电池中一种极具潜力的电子选择材料，但其在环境应力下会发生二聚化，加速材料降解，并影响高质量PCBM薄膜的制备，从而损害器件的长期运行稳定性和规模化生产。为解决这一问题，我们开发了一种分子掺杂剂FIBA，用于抑制PCBM二聚体的形成。

论文概览在反式钙钛矿太阳能电池中，SAM因其能级匹配性好、光吸收损失极小，被广泛用作空穴选择层。然而，传统SAM分子间作用力较弱，容易导致分子团聚、界面接触不良以及严重的非辐射复合损失。此外，分子中的甲氧基可与钙钛矿中未配位的Pb发生配位，有效钝化界面缺陷;三苯胺基团进一步强化了空穴提取与传输能力。

金属卤化物钙钛矿太阳能电池虽具潜力，但仍受限于效率不足和长期稳定性差的问题。分子中的甲氧基可与未配位的Pb配位，有效钝化界面缺陷；三苯胺单元则提升空穴提取与传输能力。文章亮点：提出π-共轭分子桥接策略：通过2TPA-SP分子与SAMs形成强π–π堆叠，显著提升空穴传输层的致密性、均匀性和界面接触。

本研究大连理工大学梁红伟、中国科学院杨孟锦、谢莉莎和葛子义等人将一种空间柔性多位点酰胺衍生物N-(叔丁基)-4-脲基苯甲酰胺引入钙钛矿中，不仅通过其空间柔性的C=O/N–H官能团与PVK相互作用钝化缺陷，还能通过与FA/MA形成氢键调控结晶过程，从而获得具有更大晶粒、更低残余张力和缺陷密度的高质量PVK薄膜。同时，NUNB能有效调控电荷传输行为，抑制陷阱辅助的非辐射复合，并提升钙钛矿太阳能电池的稳定性。