自组装，最新Nature Energy!

本文针对钙钛矿光伏技术商业化进程中反向偏压稳定性这一关键可靠性挑战展开研究。背景方面，尽管钙钛矿电池效率已超27%，但在串联组件中，子电池被遮蔽时会产生局部过热和性能衰减，特别是采用超薄自组装单层（SAM）作为空穴传输层的高效器件，其反向偏压下的降解机制尚不明确。研究目的旨在揭示该降解机理并开发提升稳定性的策略。结论表明，研究团队发现SAM层不连续覆盖导致钙钛矿与ITO直接接触形成分流路径是降解主因，并通过密度泛函理论计算阐明了FA⁺在反向偏压下的电化学去质子化机制。为此，他们开发了分子模板预组装策略，引入Poly-4PACz聚合物与SAM分子形成氢键网络，构建了致密均匀的空穴传输层。基于该策略制备的器件实现了26.3%的小面积效率和20.25 cm²小组件23.2%的认证稳态效率，且在-4.8V反向偏压下老化300小时后仍保持95%初始效率，小组件在负开路电压应力下T98寿命达312小时。该研究建立了新的可靠性基准，证明单个旁路二极管可有效保护至少16个子电池，为可扩展钙钛矿光伏组件提供了重要指导。