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基于咔唑的自组装单分子层（SAMs）通常作为单组分空穴传输层（HTL）用于倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs），但其易在溶液中发生π-π堆积和自聚集，导致与钙钛矿层的锚定能力不足。

本研究中国科学技术大学杨上峰等人开发了一种协同SAM（syn-SAM）策略，通过将具有多位点锚定能力的非平面分子ABT（3,3-(4-氨基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)-二苯甲酸）与常用Me-4PACz SAM共混，利用π-π相互作用和氢键抑制聚集效应，形成致密均匀的SAM层，从而增强钙钛矿埋底界面锚定并减少界面电荷复合。ABT的引入进一步缓解了钙钛矿薄膜的拉伸应变。基于syn-SAM的单结倒置PSCs实现了25.75%（认证效率25.45%，带隙1.56 eV）和22.76%（带隙1.68 eV）的功率转换效率（PCE）。

此外，该策略在基于全绒面异质结硅底电池的钙钛矿/硅叠层器件中表现出色，小面积（1.07 cm²）和大面积（20.06 cm²）器件的PCE分别达到31.56%和26.57%，且未封装器件展现出优异的长期储存和热稳定性。

文章亮点

  1. 协同SAM设计：通过ABT与Me-4PACz共混，抑制分子聚集并增强界面锚定，形成均匀致密的SAM层，显著提升空穴提取效率并减少非辐射复合。

  2. 多器件兼容性：该策略不仅适用于单结PSCs（1.56 eV和1.68 eV带隙），还在全绒面钙钛矿/硅叠层器件中实现31.56%（1.07 cm²）和26.57%（20.06 cm²）的高效率，展示工业化潜力。

  3. 稳定性突破：未封装器件在长期储存（>90%初始效率保持率，1500小时）和湿热测试（60°C/60% RH，864小时）中表现优异，为商业化提供可靠路径。

Huiyao Zhao, Xiwen Zhang, Kai Zhang, Wenfeng Zhang, Rui Zhou, Yanbei Wei, Jun Qu, Yangdi Chen, Hongyu Li, Xueping Zong, Shantao Zhang, Mao Liang, Yuelong Huang, Haijin Li, Yingguo Yang, Wei Long, Yang Wang, Shangfeng Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202504237.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504237

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