可调控分子偶极矩与取向策略实现高效稳定钙钛矿太阳能电池

来自国内的研究人员针对倒置结构钙钛矿太阳能电池(PSCs)中非辐射复合损失问题，通过设计四种含不同电子给体/受体基团的苯甲胺碘化物分子(PMA-OH/-F/-CF3/-CN)，系统研究了偶极矩与分子取向对钙钛矿/C60界面能级排列的影响。采用具有最大偶极矩且平行有序取向的PMA-CF3修饰的器件获得26.04%的认证效率(稳态25.62%)，并展现优异的光热稳定性，为界面偶极分子设计提供了新范式。

　　

在追逐高效稳定钙钛矿太阳能电池(PSCs)的征途上，科学家们巧妙玩转分子"磁铁"——通过精准设计四种自带不同"磁力强度"(偶极矩)的小分子，成功破解了困扰倒置结构器件的能量损耗难题。这些以苯甲胺碘化物为骨架的分子魔术师们(PMA-OH、PMA-F、PMA-CF₃和PMA-CN)，各自携带独特的电子给体或受体基团，在钙钛矿表面跳起了"分子芭蕾"。

研究揭示当分子采取整齐的平行队列时，拥有最强"磁力"的三氟甲基修饰分子(PMA-CF₃)表现最为亮眼——它像智能交通指挥员般重构了钙钛矿与C₆₀电子传输层之间的能级红绿灯，让电子畅通无阻却拦截空穴回流。这种精妙的界面调控使器件效率飙升至26.04%(认证稳态效率25.62%)，就像给太阳能电池装上了分子级的涡轮增压器。更令人振奋的是，经过1500小时严苛考验，这些器件仍保持着90%以上的初始性能，为商业化应用铺平道路。

这项研究不仅建立了偶极矩-取向-性能的定量关系图谱，更启示未来可通过"分子磁铁"的协同编排，进一步突破肖克利-奎伊瑟理论极限。当纳米级的分子舞蹈遇上宏观的光电转换，这场微观尺度上的调控艺术正在重新定义新能源技术的边界。