自组装单层(SAM)对倒置钙钛矿太阳能电池(PSC)中空穴传输材料(HTM)的进步做出了重大贡献。然而，SAM在基底上的不均匀分布极大地降低了 PSC性能，尤其是对于大型器件。基于此，华北电力大学丁勇&EPFL Nazeeruddin团队提出了第一个螺环型 SAM，称为 4PA-Spiro，以正交螺环[吖啶-9,9'-芴]为骨架，以膦酸为锚定基团，相关成果发表于Energy & Environmental Science期刊。与参考4PACz相比，4PA-Spiro的扭曲构型具有更大的空间位阻，抑制了分子间聚集，从而能够在基底上实现均匀和均质的锚定。此外，4PA-Spiro合适的最高占据分子轨道 (HOMO)能级有利于促进空穴提取并减少电荷非辐射复合。结果显示，与功率转换效率 (PCE)为 22.10%的 4PACz相比，基于 4PA-Spiro的 PSC表现出 25.28%的优异 PCE（经认证为 24.81%，0.05 cm2），同时具有出色的长期稳定性。更重要的是，采用4PA-spiro的大面积 PSC和模块分别实现了 24.11%（1.0 cm2）和 21.89%（29.0 cm2）的 PCE，这是倒置 PSC模块中最高的 PCE之一，为高效、稳定和大规模倒置 PSC的商业化提供了有效的SAM候选材料。论文信息：X. Zhang, B. Li, S. Zhang, Z. Lin, M. Han, X. Liu, J. Chen, W. Du, R. Ghadari, Y. Zhou, P. Shi, R. Wang, P. Wu, T. Alshahrani, W. Alqahtani, N. Alahmad, Q. Wang, B. Ding, S. Dai, M. K. Nazeeruddin and Y. Ding, Energy Environ. Sci., 2024, DOI: 10.1039/D4EE01960A
