经典空穴传输材料氧化镍（NiOx）被认为是运用于反式钙钛矿光伏电池中最有前途的材料之一，但其较差的成膜形貌和较多的表面缺陷会严重影响器件性能和稳定性。近年来，自组装分子被报道可以较好地调控NiOx的表面属性，从而优化其与钙钛矿层的界面接触，但迄今为止仍然缺乏对于自组装分子的分子设计、构效关系以及成膜形貌之间相互影响关系的深入研究。
近日，我院王漾教授课题组基于前期工作基础，通过锚定基团修饰策略设计合成了含有不同锚定端基的自组装型有机分子TBT-BA、TBT-FBA和TBT-DBA，用于修饰NiOx。这些分子都具有低廉的制备成本，且可协同调控NiOx界面特性和钝化钙钛矿埋底界面。作者发现端基的改变会显著影响材料的光电特性、薄膜形貌以及界面属性。相较于TBT-FBA和TBT-DBA分子，TBT-BA分子可以在NiOx表面形成更为致密有序的薄膜，且在界面处表现出最为优越的空穴提取速率和最低的激子非辐射复合速率，因此用于反式钙钛矿电池获得了高达24.8%的能量转换效率。同时，基于TBT-BA的钙钛矿器件展现出优越的热稳定性，即在手套箱中温度60oC下储存2635小时效率仍然能够保持初始效率的88.7%。该工作为未来设计开发兼具高性能、低成本、高负载密度的有机界面材料提供了指导思想。
研究成果以“Interfacial modification of NiOx for Highly Efficient and Stable Inverted Perovskite Solar Cells”为题发表于国际顶级期刊《Advanced Energy Materials》。福建师范大学为论文第二单位，我院硕士研究生黄小镇为文章的共同第一作者，我院王漾教授、浙江大学傅伟飞副研究员和陈红征教授以及浙江工业大学王垚副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202400616
