近年来，钙钛矿太阳能电池（PVSCs）发展迅猛，其能量转换效率已可与商业化硅基太阳能电池媲美，尤其是倒置型钙钛矿电池，因其可低温加工、低迟滞效应且易于制备叠层器件等优势慢慢的受到研究者们的关注。在倒置型钙钛矿电池中自组装分子（Self-assembled Molecules，简称SAMs）作为空穴接触层饱受研究者们的青睐，因为其具有合成简单、制备成本低、材料用量少、可绿色溶剂加工等优势。为提升SAMs基钙钛矿电池的效率与稳定性，SAMs的设计显得至关重要，厘清其结构设计、薄膜形貌以及对钙钛矿活性层的生长调控、结晶取向等的影响和器件性能之间的关系，将为实现高效稳定的倒置型钙钛矿电池提供理论依照和指导价值。

  近日，中国台湾大学阙居振教授团队与福建师范大学王漾教授团队合作报道了两种具有共轭连接单元的SAMs即苯基咔唑基SAM（Cz）和三苯胺基SAM（PA），并以传统SAM分子MeO-2PACz（简称MeO）作为对比。实验发现，与Cz相比，PA修饰后的ITO表面更为致密均一，在其上形成的钙钛矿薄膜质量更好，显著减少了PbI2相的形成，从而改善了能级排列并减少了界面缺陷。同时，准费米能级分裂（QFLS）分析表明，基于PA的钙钛矿加上PEAI钝化策略可以明显降低界面损耗，从而提升器件的开路电压。最终，基于PA的电池能轻松实现23.3%的能量转换效率，并显示出优越的器件稳定性。

  图1 所示，设计了两种基于共轭连接单元的自组装分子（SAMs），其中基于咔唑给体单元的分子命名为Cz，基于二苯胺给体单元的命名为PA，并以传统SAM分子MeO-2PACz（简称MeO）作为对比。

  图2 研究了基于不同SAMs上生长的钙钛矿晶体特性，根据结果得出钙钛矿膜中有不同的相分布。图2a中的XRD图显示了钙钛矿膜的结晶性，在每个样品中PbI2的信号不同，PA最低，其次是Cz，MeO的最高。图2b-h的SEM和GIWAXS图像也揭示了与XRD谱图相似的趋势，PA中的PbI2含量最低。

  图3 中展示了所有三种SAMs修饰ITO后的功函与其上生长的钙钛矿的表面能级。很明显，Cz和PA 修饰后的ITO拥有比MeO修饰后更深的HOMO能级，这有助于更好地提取界面空穴。

  图4a-d 显示，与在玻璃上沉积的钙钛矿膜相比，基于三种SAMs的钙钛矿薄膜界面都有更高效的电荷提取能力。特别是基于PA的钙钛矿结构，具有更长的τ2寿命，表明界面或本体内的非辐射复合得到了很好的抑制。

  最终，基于PA的钙钛矿器件在辅助以PEAI上表面钝化后，能轻松实现高达23.3%的能量转换效率（图5），并显示出优越的器件稳定性。

  免责声明：部分资料可能来自互联网，转载的目的是传递更加多信息及分享，并不代表赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。个人独创的文章欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载请联系。联系邮箱：

  欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程及生物医学工程等产学研方面的稿件至，并请注明详细联系信息。化学与材料科学会及时选用推送。