杂原子取代与分子构型工程构筑高效稳定钙钛矿太阳能电池自组装空穴传输层

本研究针对倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)空穴传输层性能优化难题，开发了β位噻吩取代自组装材料(β-Th-2PACz)。通过理论计算与实验验证，该材料展现出优异的界面调控能力，最终实现24.34%的冠军效率（认证效率24.34%）和1200小时环境空气中88%的稳定性保持率，为分子级界面工程提供了创新策略。

　　

通过巧妙的杂原子取代与分子构型工程，研究人员开发出新型β位噻吩取代自组装材料（β-Th-2PACz）作为倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)的空穴选择层(HSL)。与传统咔唑基自组装材料(2PACz)及其α位噻吩取代类似物(α-Th-2PACz)相比，β-Th-2PACz展现出独特的结构优势：减弱的π共轭效应和"外向"硫取向有效抑制了分子自聚集现象，显著增强界面相互作用并优化能级排列。

理论模拟与实验表征共同揭示，这种分子设计实现了更优异的表面覆盖度、降低的缺陷密度以及稳定的埋底界面结构。基于β-Th-2PACz的器件获得24.34%的冠军能量转换效率(PCE)，显著优于2PACz（22.79%）和α-Th-2PACz（20.97%）对照组。更令人振奋的是，未封装器件在环境空气中储存1200小时后仍保持初始效率的88%，展现出卓越的环境稳定性。

这项研究不仅阐明了杂原子取代自组装材料的结构-性能-效能关系，更为设计高效稳定的分子级界面材料提供了重要理论指导与实践范式。