自组装单分子层（SAMs）在提升反式钙钛矿太阳能电池性能方面发挥着重要作用。然而，分子堆叠松散、覆盖不均匀、与钙钛矿前驱体溶剂亲和力弱以及能级失配等问题，会导致埋底界面处产生能量损失。
本研究上海交通大学陈俊超等人通过不对称咔唑基SAM（BrAs）与N-羟乙基邻苯二甲酰亚胺（PIE）构建了一种光稳定的给体-受体界面。BrAs中单侧吸电子溴原子保持了界面润湿性，并将价带偏移降低至0.09 eV。此外，BrAs的不对称偶极重新定向了咔唑单元，增强了短程库仑相互作用，从而实现SAMs的紧密堆叠和均匀覆盖，促进高效均匀的载流子传输。该给体-受体界面还促进了超快能量转移，增强了BrAs的光稳定性，并将热载流子提取效率提升了19%，进一步最小化能量损失。特别地，晶格匹配的PIE分子通过锁定[PbI₆]⁴⁻八面体，稳定了钙钛矿的（100）晶面面外取向，释放了压应力并稳定了埋底界面。
最终，基于BrAs-PIE的器件实现了27.28%的光电转换效率（认证效率27.19%），并在ISOS-L2协议下连续光照1500小时后，仍保持超过95%的初始效率。
研究亮点：
首创“光稳定给体-受体界面”策略：通过不对称咔唑基SAM（BrAs）与PIE分子构建D-A界面，实现了超快能量转移，显著提升SAM层光稳定性，并将热载流子提取效率提升19%，从根源上减少能量损失。
不对称分子设计实现紧密堆叠与均匀覆盖：BrAs中单侧溴取代形成强横向偶极，增强短程库仑作用，驱动分子紧密有序排列，覆盖率高达93%，大幅提升埋底界面电荷传输均匀性。
晶格匹配分子诱导并稳定钙钛矿优选取向：PIE分子通过多重锚定[PbI₆]⁴⁻八面体，诱导并稳定钙钛矿（100）晶面面外取向，释放晶格应力，显著增强薄膜结晶质量与界面稳定性。
Tian, C., Sun, A., Chen, J. et al. Photostable donor–acceptor interface for minimizing energy loss in inverted perovskite solar cells. Nat. Photon. (2026).
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01827-6
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