近日，南方科技大学电子与电气工程系副教授Aung Ko Ko Kyaw课题组在国际能源期刊Advanced Materials上发表了题为“Adhesively Bridging Co‐Self‐Assembled Monolayer and Perovskite Via In Situ Polymerization for Enhanced Stability of Inverted Perovskite Solar Cells”的研究论文。该研究创新提出了一种协同界面工程策略，显著提升了钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性。

有机-无机杂化钙钛矿材料因其优异的光电转换性能和可调带隙特性，已成为光伏领域的研究热点。相较于传统硅基太阳能电池，钙钛矿太阳能电池可采用溶液法制备，这种简易工艺不仅大幅降低了生产成本，更有利于实现规模化生产。然而，目前钙钛矿太阳能电池的效率仍低于单结电池的Shockley-Queisser理论极限，其中界面缺陷和稳定性问题是制约其发展的主要瓶颈。

为应对这些挑战，研究人员在反式钙钛矿太阳能电池（iPSCs）中采用自组装单分子层（SAMs）技术改善界面接触，提升光电转换效率（PCE）。然而，传统基于SAM的空穴传输层往往存在覆盖不均和粘附力弱等问题，导致钙钛矿晶体开裂和离子迁移，从而影响器件性能和稳定性。

图1.共自组装分子引发原位界面聚合示意图

南科大研究团队创新采用原位聚合界面粘接技术，成功提升了反式钙钛矿太阳能电池(iPSCs)的性能和稳定性。该研究摒弃传统单一自组装单分子层(SAM)方案，创新地采用了双SAM共组装策略。其中一种SAM与钙钛矿前驱体溶液中的离子单体相互作用，在埋底界面处通过原位聚合形成POL-AVM聚合物层（图1）。

图2.钙钛矿薄膜表面形貌及晶体粒径分布图

图3.界面结合力表征（纳米划痕和双臂量90°分离）

图4.第三方机构认证报告以及器件稳定性性能图

这一创新技术实现了三重突破：首先，聚合物层有效调控钙钛矿结晶过程（图2）；其次，通过形成多重氢键锚定有机阳离子，抑制卤素离子迁移，产生"分子焊接"效应；最后，显著增强界面粘附力（图3）。基于该策略制备的冠军器件成功实现了26.25%的光电转换效率（第三方认证效率26.04%），开路电压达1.2V，填充因子提升至85.2%（图4）。在最大功率点跟踪连续光照1000小时（(ISOS-L-2I标准）后，未封装的器件仍保持95.6%的初始效率，表现出优异的耐湿性和操作稳定性。在150℃高温加速老化测试中，钙钛矿薄膜下方未出现明显孔隙，成功克服了有机阳离子逃逸导致的缺陷问题。

南方科技大学为论文第一单位，论文第一作者为南方科技大学2021级博士生徐晓伟，Aung Ko Ko Kyaw副教授、南科大材料科学与工程系徐保民讲席教授、海南大学孙萍萍为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、深圳市科技创新委员会和南方科技大学分析测试中心等支持。

文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202505745

供稿：电子与电气工程系

通讯员：李薇