近日，我院梁爱辉＆陈义旺教授团队在高性能反式钙钛矿太阳能电池的制备方面取得了重要研究进展，相关成果以《Multifunctional Conjugated Ligands Synergistically Optimize the Interface and Regulate Crystallization for High-Performance 2D/3D Perovskite Solar Cells》为题发表于国际顶级期刊《Advanced Materials》（IF: 26.8）。该论文以江西师范大学为第一单位完成，梁爱辉教授和陈义旺教授为通讯作者；2023级硕士研究生杨永龙和2024级博士研究生谢罡为共同第一作者。
在反式钙钛矿太阳电池（PSCs）中，Me-4PACz自组装单分子层存在易团聚、基底覆盖率低等缺陷；加之其表面润湿性较差，且缺少能与钙钛矿形成强界面相互作用的官能团，导致钙钛矿的结晶过程变得不受控制，自上而下的结晶过程使得薄膜底部易生成高密度的针孔和深能级陷阱态，进而引发严重的非辐射复合并加速钙钛矿层的降解，因此，开发兼具优化Me-4PACz界面缺陷并能精确调控钙钛矿结晶过程的多功能界面材料，对提升反式PSCs效率和稳定性具有重要意义。
为此，梁爱辉教授和陈义旺教授团队设计了两种多功能共轭有机阳离子配体（TDZI和TzTzI），用于修饰Me-4PACz/钙钛矿界面。研究表明，该多功能共轭配体的引入可有效改善基底的浸润性，并与Me-4PACz形成更为紧密有序的π-π堆积，填补层间空隙、抑制Me-4PACz分子的聚集，从而构筑出均匀且致密的空穴传输层；同时，部分溶解于钙钛矿前驱体的配体可通过诱导自下而上2D/3D异质结钙钛矿薄膜的生长，进而精确调控钙钛矿结晶过程并抑制缺陷形成，从而制备出高质量的均匀钙钛矿薄膜，这一策略既增强了Me-4PACz与钙钛矿界面附着力，大幅降低埋底界面处的非辐射复合损失，还能优化能级排列，促进载流子提取与传输。最终，基于TzTzI修饰后制备的反式PSCs实现了26.61%的优异光电转换效率（PCE）与1.204 V的高开路电压（Voc），为目前已报道的 2D/3D 异质结PSCs最高效率之一；未封装器件在ISOS协议测试下，展现出优异的湿度、热以及操作稳定性。此外，该策略进一步拓展至1 cm²器件、1.72 eV带隙器件以及有效面积为18.5 cm²微型模组中，其PCE分别达到24.5%、20.61%和22.14%，该工作为制备高效、稳定的反式PSCs提供了一种极具前景的可行方案。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202520251
[三审三校：梁爱辉 胡晓玉 熊 斌]
