自组装单层（SAM）材料已成为钙钛矿太阳能电池界面工程的有前途的材料。然而，在分子堆积密度、电荷传输效率和缺陷钝化之间实现最佳平衡仍然是一个挑战。在这项工作中，我们提出了一种SAM材料设计策略，该策略将柔性头组与刚性连接组协同作用。以（4-（二苯氨基）苯基）膦酸为模型分子，与（4-（9H-咔唑-9-基）苯基）膦酸和（4-（二苯氨基）苯基）膦酸等传统材料相比，我们的材料生成了高质量的钙钛矿层。这种设计实现了卓越的能级对准，改进了空穴提取，提高了电荷传输效率，有效减少了非辐射复合。（4-（二苯氨基）苯基）膦酸基器件对小（0.0715 cm）的功率转换效率分别为26.21%和24.49%2）和大面积（1厘米2），分别。这项工作建立了一种有效的SAM分子设计方法，为通过界面工程提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期稳定性提供了一条清晰的途径。
这项研究揭示了 PATPA 分子的精心设计，该分子精心将柔性的三苯胺头基与坚固的苯基桥配对。该结构与 PhpPACz 和 2PATPA 的性能相比较，显示出优越的结果。研究结果证实，PATPA的集成设计增强了界面特性，从而形成了与钙钛矿层的致密且缺陷最小化的界面。这改善了能级对准、空穴提取效率和载流子运输。在与 PhpPACz 的头对头比较中，PATPA 已被证明可以减轻晶格应力并减少 PbI 的形成2缺陷，这反过来又促进了更大晶粒尺寸和更致密薄膜的开发。当与 2PATPA 进行测量时，PATPA 的刚性连接基团可确保更高的分子堆积密度、更少的深度捕获态并减少非辐射复合损耗。采用 PATPA 的光伏器件已达到 26.21% 的最大 PCE，使用更大面积的器件（1 厘米2）实现 24.49% 的 PCE。稳定性测试表明，PATPA改性器件在85 °C下光照1000小时后仍保留其初始效率的91%，在500小时热老化后仍保留88%。 这项研究预示着非替代头组系统的设计范式，它巧妙地融合了柔性和刚性的原理，为创建不仅高效而且稳定的 SAM 单层提供了宝贵的视角，这对于光伏技术的进步至关重要。编译 陈讲运
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