华南理工大学应磊AEM：通过π共轭与空穴–电子分离策略构建自组装单分子层助力高效稳定的倒置钙钛矿太阳能电池

本文由华南理工大学应磊团队在Advanced Energy Materials上发表，针对倒置钙钛矿太阳能电池中NiOx/钙钛矿界面能级不匹配和非辐射复合的瓶颈问题，提出了一种“π共轭增强+空穴-电子轨道分离+强吸电子锚定基”的三重分子设计策略。研究合成了MCzICA等一系列自组装单分子层（SAM）分子，通过理论计算和实验验证，延伸π共轭链可促进电荷离域，同时引入氰基乙酸锚定基团增大分子偶极，显著增强与NiOx和钙钛矿的界面相互作用。MCzICA能调节NiOx功函数至−4.97 eV，实现理想能级匹配，有效钝化表面缺陷并提升电荷抽取效率；其高极性表面改善了钙钛矿成核质量，获得更大晶粒和更高纯度的薄膜。最终，基于MCzICA的倒置钙钛矿太阳能电池效率达到26.69%（认证26.47%），1 cm²器件效率达25.45%，且在65°C下持续工作1000小时后仍保持92.5%的初始效率。该工作为开发高效稳定钙钛矿电池提供了新的分子设计思路。