打开网易新闻 查看精彩图片

在基于自组装单分子层（SAMs）的倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，非理想的界面接触和非辐射电压损失限制了其进一步发展。

本研究四川大学吴义辉和彭强等人开发了两种不同卤素原子（X-OCZ，X = Cl或Br）的咔唑基小分子作为高效界面调节剂。卤素效应不仅通过自诱导分子间相互作用精细调控了MeO-2PACz类似物的分子堆积、结晶性和表面接触电势，还显著影响了钙钛矿的晶体生长，从而形成高结晶性、能级对齐改善且非辐射复合抑制的高质量薄膜。其中，Cl-OCZ调控的器件表现出0.10 eV的最小界面载流子传输能垒和93.6%的电荷收集效率。目标器件（孔径面积：0.09 cm²）实现了26.57%的卓越效率（认证效率26.4%），并具有增强的热稳定性和操作稳定性。

该策略还成功应用于大面积器件，1 cm²器件和12.96 cm²微型组件的效率分别达到25.0%和22.9%。本研究突出了界面小分子的卤素效应对优化分子堆积和界面接触的重要性，为实现高效、低能量损失的PSCs提供了新思路。

文章亮点总结

  1. 卤素调控分子堆积与界面接触：通过Cl/Br取代的咔唑小分子（X-OCZ）优化MeO-2PACz的分子排列和结晶性，显著降低界面载流子传输能垒至0.10 eV，电荷收集效率高达93.6%。

  2. 高效稳定器件性能：Cl-OCZ调控的小面积器件（0.09 cm²）实现26.57%的认证效率（26.4%），并展现优异的长期稳定性（1200小时MPP下保持90%初始效率）。

  3. 大面积应用潜力：策略成功扩展至1 cm²器件（25.0%）和12.96 cm²微型组件（22.9%），为商业化量产提供可能。

Zhilu Xu, Xiaokang Sun, Wei Hui, Qi Wang, Ping Xu, Wenjian Tang, Hanlin Hu, Lin Song, Xiaopeng Xu, Yihui Wu, Qiang Peng, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202503008.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202503008

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024、pvalley2019，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。