福建物构所高鹏组Angew：认证效率31.54%的钙钛矿/硅叠层太阳能电池！采用双齿锚定超润湿自组装分子层技术

中国科学院福建物构所的高鹏研究员、宣城**太阳能技术研究所的Enbing Bi以及张江实验室的Dongdong Li携手其团队，共同研发出一种新型的双齿锚定超润湿芳香自组装单层，并将其成功应用于倒置宽禁带钙钛矿太阳能电池（PSCs）中作为空穴选择性层（HSL）。通过采用创新的反向取代咔唑方法，他们成功促进了稳固HSL的形成，并显著提高了空穴提取效率。

在优化后的宽禁带PSCs中，该新型自组装单层展现出了**的性能，实现了22.83%的光电转换效率（PCE）。更令人瞩目的是，当将这种HSL应用于钙钛矿/硅叠层太阳能电池（P/S-TSCs）时，研究团队在1 cm²的有效面积下实现了32.19%的高效率（认证效率为31.54%），同时保持了优异的光稳定性。

在制造单片式P/S-TSCs的过程中，空穴选择性自组装分子层（SAMLs）的不均匀性一直是一个技术难题，特别是在纹理化硅表面上。研究团队发现，SAMLs的不均匀性主要源于锚定基团与金属氧化物之间结合不足，而疏水性的咔唑则进一步加剧了高质量钙钛矿薄膜制备的难度。为了克服这一挑战，他们开发了基于倒置咔唑核心的新型双齿锚定超润湿芳香自组装单层，即((9H-咔唑-3,6-二基)双(4,1-亚苯基))双(膦酸)（2PhPA-CzH）。

2PhPA-CzH中的双膦酸酯锚定基团不仅具有增强的吸附能力，还表现出高效的空穴提取/传输性能。同时，反向取代的咔唑环提供了一个友好的超润湿底层，有助于制备高质量且能量失配*小化的钙钛矿薄膜。通过这些创新和改进，研究团队不仅显著提升了PSCs的PCE，还使其在潮湿高温条件下的稳定性得到了极大提升（T90超过1000小时）。

综上所述，2PhPA-CzH功能化复合层为设计多齿锚定自组装单层以实现P/S-TSCs中创纪录的PCE和优异稳定性提供了宝贵的指导和启示。

文献信息：

Achieving 32% Efficiency in Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells with Bidentate-Anchored Superwetting Self-Assembled Molecular Layers

Chi Li, Yong Chen, Yuheng Li, Zhewei Zhang, Jing Yang, Yao Wang, Lijie Gong, Zhen Yuan, Lusheng Liang, Siyi Liu, Yongxin Zhu, Chongyan Lian, Mustafa Haider, Tie Guo, Xiaohua Xu, Dongdong Li, Enbing Bi, Peng Gao

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502730

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