自組裝分子（SAM）已被廣泛用作倒置鈣鈦礦太陽能電池（PSC）中的空穴傳輸層（HTL）。然而，[4-（3,6-二甲基-9H-咔唑-9-基）丁基]膦酸（Me-4PACz）的咔唑核心對于鈍化鈣鈦礦薄膜“底部”的缺陷效果不足，磷酸基團對NiOx基底的弱錨定能力促進了二聚體、三聚體和高階低聚物的形成，從而導致分子積累。近日，中國科學院徐雪青、哈工大鄭州研究院Pavel A. Troshin、路易斯安那理工大學Lavrenty G. Gutsev提出了一種新技術，將Me-4PACz與不同的硫醇分子結合，以修飾PSC的埋入界面。
本文要點：
1) 分子動力學模擬和紅外散射型掃描近場光學顯微鏡（IR s-SNOM）結果表明，Me-4PACz與硫醇分子共沉積形成了密集均勻覆蓋NiOx表面的混合SAM。混合SAM的島狀結構充當了形成鈣鈦礦體異質結的模板，該異質結由富MA和富FA疇的互穿網絡組成，能夠有效地產生電荷并抑制雙分子復合。
2) （3-巰基丙基）三甲氧基硅烷（MPTMS）通過-OCH3基團的水解縮合在NiOx表面形成多齒錨，有效防止了Me-4PACz的聚集，而其-SH基團在鈣鈦礦/HTL界面鈍化了未配位的Pb2+。因此，由此產生的混合SAM改進PSC實現了25.4%的光電轉換效率（PCE），并表現出更好的操作穩定性。
Shuguang Cao et.al Hybrid Self-Assembled Molecular Interlayers for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells Adv. Energy Mater. 2025
DOI: 10.1002/aenm.202405367
https://doi.org/10.1002/aenm.202405367
