近日，我校华南先进光电子研究院龙明珠课题组在《Advanced Materials》发表题为“Molecular Hybrid Bridging for Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells without a Pre-Deposited Hole Transporting Layer”的研究论文。我校为论文的第一完成单位，博士研究生聂志国与特聘副研究员孟威威为共同第一作者，龙明珠研究员、黄毓岚特聘副研究员以及福建农林大学蔡庆斌副教授为共同通讯作者。周国富教授、吴波教授、澳门大学邢贵川教授和香港中文大学许建斌教授对本研究提供了重要指导。该工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市基础与应用基础研究项目、广东省光信息材料与技术重点实验室等多项基金、平台的资助支持。

传统高性能倒置钙钛矿太阳能电池普遍采用多层结构设计，通常包含空穴传输层和电子传输层。尽管这些功能层有助于电荷的有效提取与传输，但也带来了工艺复杂、成本上升以及界面问题增多等一系列挑战。尤其值得注意的是，常用的空穴传输层对钙钛矿前驱液的润湿性较差，导致钙钛矿在其表面难以形成致密的薄膜并实现良好的界面接触。近年来，将自组装分子（SAMs）与钙钛矿直接共沉积于透明导电氧化物（TCO）电极的策略被提出，旨在构建低电阻的钙钛矿/TCO空穴选择接触，从而简化器件制备流程并提升空穴传输效率。然而，SAMs在钙钛矿结晶过程中易被挤出，往往出现分布不均和分子聚集现象，造成显著的能量损失和严重的界面非辐射复合。

针对上述问题，课题组创新性地提出了一种分子杂化桥接策略。该策略将含有噻唑环和羧酸锚定基团的新型小分子（2-氨基噻唑-4-基）乙酸（ATAA）与常用SAM分子DMAcPA（4-(2,7-二溴-9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)丁基膦酸）共同引入钙钛矿前驱体，实现了对埋底界面的协同优化。组分分析表明，两种分子在钙钛矿成膜过程中被有效挤向底层，通过羧酸和膦酸基团与ITO电极形成强配位作用，构建出取向良好的空穴选择性接触界面。此外，ATAA凭借其较小分子尺寸以及与DMAcPA之间的分子间作用，能够均匀分散于DMAcPA分子间隙中，有效抑制了分子聚集现象，形成排列更致密的分子层，从而显著提升了空穴传输性能。基于该策略制备的倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.64%的光电转换效率（认证效率26.34%），并在持续1个太阳光照最大功率点运行1000小时后仍保持初始效率的98.5%，表现出优异的稳定性。

论文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202510685