与“正常”器件结构比拟，具有“特地”结构的钙钛矿太阳能电板(PSCs)具有更好的功率逶迤后果(PCE)和运行解析性，是将这种新兴光伏技巧贸易化的重要门路。

具体来说，由于编削的自拼装分子(SAMs)1-5和钝化计谋的发展，特地PSCs的PCE进步了25%。可是，SAMs较差的润湿性和鸠合会导致界面耗损，艰涩了PCE和解析性的进一步进步。

在此，来自韩国成均馆大学的Nam-Gyu Park &华中科技大学的刘宗豪和陈炜等推敲者报谈了一种多羧酸功能化的芳醇化合物4,4’,4’’-硝基三苯甲酸(NA)与一种常用的SAM[4-(3,6-二甲基- 9h -咔唑-9-基)丁基]膦酸(Me-4PACz)共拼装，以改善其异质结界面，从而在特地PSCs中齐全了分子杂化。关系论文以题为“Buried interface molecular hybrid for inverted perovskite solar cells”于2024年06月26日发表在Nature上。

具有特地(p-i-n)结构的钙钛矿太阳能电板(PSCs)，由于其具有竞争力的PCEs，细密的解析性以及与串联太阳能电板的兼容性，被合计是这一新兴光伏技巧贸易化的主流技巧阶梯之一。

现在，由于孔接受层(HSLs)和钝化计谋的发展，它们的PCEs进步了25%。越过是基于SAMs的HSLs，由于其具有灵验索求载流子的适当能级和低非放射复合损耗等优点，连年来在高效倒转PSCs中取得了平淡操纵。

可是，常用的SAMs，如[4-(3,6-二甲基- 9h -咔唑-9-基)丁基]膦酸(Me-4PACz)，在底物上的分散不均匀，对钙钛矿先行者体的名义润湿性较差。这些特质使得在Me-4PACz名义径直千里积高质料的钙钛矿薄膜成为一个挑战。这些症结将导致较低的制形制品率和埋地界面的不但愿的界面损耗，越过是在制造大面积器件时。

在这里，推敲者报谈了一种杂化SAM计谋，其中平淡使用的SAM Me-4PACz与多羧酸功能化的芳醇分子4,4', 4''-硝基三苯甲酸(NA)拼装，在氧化镍(NiO)名义形成夹杂SAM(标记为NA- me)，以制备特地的PSCs。

在Me-4PACz层中加入NA分子后，钙钛矿溶液在HSL上的润湿性取得改善，导致纳米赋闲减少，埋藏界面处的应力开释。

由于Me-4PACz与NA分子中的三苯胺部分互相作用，NA-ME不错减少Me-4PACz的鸠合，使Me-4PACz的分散均匀化，从而促进载流子的索求，减少NiO/钙钛矿界面的非放射复合。

基于FA0.95Cs0.05PbI3要素的甲脒铯(FACs)钙钛矿的反向器件在高开路电压(VOC)为1.201 V(认证稳态后果为26.54%)和23.06%(认证稳态后果为22.74%)的情况下，关于孔径面积为11.1 cm2的小面积PSCs和袖珍模块，PCEs分裂达到26.69%和23.06%。

此外，该器件在65°C的环境空气中在1太阳等效白光发光二极管(LED)照明下使命进步2,400小时，在干冷测试要求下老化进步500小时后，其运行PCEs分裂保抓了96.1%和97.4%。

图1 HSL异质结的诡计模拟。

图2 钙钛矿衬底区域的描写和结构。

图3减少界面能耗损。

图4 器件的光伏性能。

总而言之，基于NA-ME的配置在2400小时内保留了约莫96.1%的运行PCE(26.21%)，而使用Me-4PACz的配置在1580小时后仅保留了66.5%的运行PCE(22.75%)。

因此，该器件齐全了高后果和细密的运行解析性，这标明使用NA-Me的界面分子杂化工程是显赫进步特地PCEs后果和解析性的灵验样式。 据悉，陈炜安分前年刚发完Science，本年又上Nature，同期还有多篇顶刊。

陈炜诠释连年先后主抓当然科学基金4项、国度要点研发缠绵后生神色（子课题贯注1项）、与企业配合研发横向课题2项，参与国度要点基础推敲发展缠绵（973缠绵）1项等科研神色。迄今共发表SCI收录论文70余篇，其中第一作家或通信作家（含共同）整个47篇（包括Science 2篇，Science Advances 2篇，Nature Energy 1篇，Nauture Commun 1篇，Energy & Environmental Science 1篇，Adv Mater 2篇，Adv Energy Mater 2篇，Adv Funct Mater 1篇）。

【参考文件】

Liu, S., Li, J., Xiao, W. et al. Buried interface molecular hybrid for inverted perovskite solar cells. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07723-3