苯并咔唑衍生自组装单分子层介导的倒置钙钛矿太阳能电池结晶优化与能级调控

研究人员通过设计合成新型苯并咔唑衍生自组装单分子层（SAM）BCPPA，成功解决了倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）中结晶质量与能级匹配的关键问题。相较于传统MeO-2PACz材料，BCPPA具有更大分子偶极矩、更深HOMO能级和更强疏水性，使器件获得25.28%的冠军效率（认证效率25.01%），并在85°C老化600小时后仍保持72%初始效率。该研究为制备高效稳定倒置PSCs提供了创新解决方案。

　　

这项突破性研究展示了自组装单分子层(SAM)技术在倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)中的双重调控作用。科研团队巧妙设计出苯并咔唑衍生物BCPPA，通过在咔唑核心引入苯环构建不对称分子结构，使其相较传统MeO-2PACz材料展现出三大优势：更强的分子偶极矩、更深的最高占据分子轨道(HOMO)能级以及显著提升的疏水特性。这些特性协同作用，在SAM与钙钛矿层之间构建出理想的埋底界面。

实验数据揭示，BCPPA界面能有效降低陷阱态密度，抑制非辐射复合过程。更重要的是，该材料可同步优化钙钛矿薄膜的结晶动力学和能级排列，使器件性能获得全面提升。最终制备的冠军电池实现25.28%的功率转换效率(PCE)，经权威认证达25.01%，明显优于对照组的24.44%。在稳定性测试中，未封装的BCPPA器件在85°C高温老化600小时后仍保留72%初始效率，在最大功率点(MPP)追踪512小时后更保持84%的性能。这种不对称SAM分子设计策略为开发高效稳定倒置PSCs开辟了新途径。