组装
柔性钙钛矿太阳能电池是下一代便携式、可穿戴及建筑一体化光伏器件的理想候选者。这一双重功能促使EtOPACz在柔性基底上组装形成致密、均匀的分子层，从而增强界面附着力、改善钙钛矿薄膜质量并促进空穴提取。因此，采用EtOPACzSAM的f-PSCs实现了25.11%的卓越能量转换效率，为目前报道的f-PSCs中最高值之一。这些结果表明，极性醚链段工程为同时优化高性能f-PSCs的界面接触、电荷传输和机械耐久性提供了一条强有力的策略。
关键原因之一是空穴传输层尚未完全匹配刮涂α-FAPbI3的要求。本工作为高性能、可规模化溶液加工的α-FAPbI3基钙钛矿太阳能电池提供了可行路径。研究亮点：混合自组装分子策略实现全程刮涂制备高质量空穴传输层与α-FAPbI3薄膜，解决了传统SAM在刮涂中易聚集、覆盖不均的问题。器件效率创刮涂倒置α-FAPbI3电池纪录，小面积达25.43%，迷你组件达22.94%，并展现出优异的界面钝化与能级对齐效果。
全文速览近日，中国科学院长春应用化学研究所等单位联合在钙钛矿太阳能电池中开发了两种开壳层双自由基自组装分子，通过给体-受体共面共轭策略和位阻保护设计，同步解决了钙钛矿太阳能电池中空穴传输层的导电性、稳定性与大面积加工均匀性难题。开壳层分子通过多重共振结构稳定，呈现分子内自由基离子对状态。展示了组装密度分布图，通过SECCM-TLCV空间映射显示RS-1与RS-2的组装密度更高且分布均匀，证明双自由
自组装单分子层作为空穴传输层使倒置钙钛矿太阳能电池的能量转换效率超越了传统电池设计。然而，同时提升自组装分子层的质量与能级排列，并优化其与钙钛矿层在埋底界面的相互作用仍具挑战。经BFS修饰的倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.16%的能量转换效率，填充因子高达86.06%，优于对照组器件的24.49%。本研究为开发低成本、高性能钙钛矿太阳能电池提供了一种新型界面修饰策略。
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。
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。
