自组装分子（SAMs）已被广泛用作反型钙钛矿太阳能电池（PSCs）中的空穴传输层（HTLs）。然而，[4-(3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基)丁基]膦酸（Me-4PACz）的咔唑核心对钙钛矿薄膜“底部”缺陷的钝化效果不足，且磷酸基团对NiOx基底的弱锚定能力似乎促进了二聚体、三聚体及更高阶寡聚体的形成，导致分子聚集。
本文俄罗斯联邦化学物理和药物化学问题研究中心Lavrenty G. Gutsev、Pavel A. Troshin和中国科学技术大学徐雪青等人提出了一种新技术，将Me-4PACz与不同的硫醇分子结合以修饰PSCs的埋底界面。分子动力学模拟和红外散射型扫描近场光学显微镜（IR s-SNOM）结果表明，Me-4PACz与硫醇分子共沉积形成混合SAMs，能够致密且均匀地覆盖NiOx表面。混合SAMs的岛状结构为形成由富MA和富FA域相互渗透网络组成的钙钛矿体异质结提供了模板，从而实现高效的电荷生成并抑制双分子复合。
特别是，(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷（MPTMS）通过─OCH3基团的水解缩合在NiOx表面形成多齿锚定，有效防止了Me-4PACz的聚集，同时其─SH基团钝化了钙钛矿/HTL界面处的未配位Pb2+。因此，基于混合SAMs修饰的PSC实现了25.4%的冠军光电转换效率（PCE），并表现出更好的操作稳定性。
S. Cao, S. Luo, T. Zheng, Z. Bi, J. Mo, L. G. Gutsev, N. A. Emelianov, V. V. Ozerova, N. A. Slesarenko, G. L. Gutsev, S. M. Aldoshin, F. Sun, Y. Tian, B. R. Ramachandran, P. A. Troshin, X. Xu, Hybrid Self-Assembled Molecular Interlayers for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2025, 2405367.
https://doi.org/10.1002/aenm.202405367
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