南京工业大学王芳芳&李仁志AM: “直立”SAM分子实现高效宽带隙和全钙钛矿叠层太阳能电池

背景：全钙钛矿叠层太阳能电池是突破单结效率极限的重要方向，但传统自组装单分子层（SAM）在基底表面易呈平行或倾斜排布，导致界面覆盖不均、缺陷密度高、能级匹配不佳等问题，限制了宽带隙顶电池和叠层器件的性能与稳定性。研究目的：为解决上述问题，南京工业大学王芳芳和李仁志团队提出直立SAM的界面工程策略，设计了一系列双锚定基团的咔唑基SAM分子，旨在通过优化分子构型和界面特性，提升器件效率与稳定性。结论：研究发现，以联咔唑为母核的9,9-DCz分子在基底表面呈垂直直立组装，提升了表面覆盖率与堆积密度，有效钝化界面缺陷、优化能级排列、促进空穴提取。基于此的宽带隙（1.77 eV）单结太阳能电池效率达20.81%（认证19.95%），相应全钙钛矿叠层太阳能电池效率达28.59%，未封装器件在连续光照500小时后保持80%初始效率，展现出优异性能。