台启东**ChemSusChem：L‑组氨酸调控自组装单分子层用于高效、力学稳定的柔性钙钛矿太阳能电池

武汉大学台启东、Junjun Jin 研究团队针对基于自组装单分子层（SAM）空穴接触层的反式结构柔性钙钛矿太阳能电池（F‑PSCs）开展系统性优化研究。目前该类器件的光电转换效率已得到大幅提升，但 SAM / 钙钛矿埋底界面存在的固有缺陷与力学稳定性差等问题，仍是制约器件光电性能与长期服役寿命的关键瓶颈。

该团队研究证实，L‑组氨酸可作为多功能分子调节剂对器件埋底界面进行精准改性优化：咔唑基 SAM 的膦酸端基可与 L‑组氨酸的氨基发生质子转移，构建强界面偶极，有效优化界面能级匹配关系，实现空穴的高效、选择性提取；同时，咪唑环与咔唑单元之间形成的 π–π 堆积作用，可显著稳定界面分子组装结构。此外，L‑组氨酸的氨基与羧基能够与界面未配位铅离子及卤化物缺陷发生配位作用与静电相互作用，有效钝化埋底界面缺陷、诱导钙钛矿薄膜均匀结晶，大幅抑制非辐射复合损耗，进一步提升器件工作稳定性。

与此同时，L‑组氨酸自身具备柔性脂肪族骨架，可将原本刚性的 SAM / 钙钛矿接触界面重构为力学自适应界面，消除界面孔隙缺陷并释放薄膜残余拉应力，显著改善器件力学适配性能。在多重协同改性机制的作用下，经 L‑组氨酸优化的柔性钙钛矿电池实现了 23.47% 的**光电转换效率；器件经 548 小时**功率点持续追踪（MPPT）测试后，效率保有率可达 95.56%，且在 5 mm 曲率半径条件下完成 1000 次弯折循环后，仍可保留 95.06% 的初始效率。

该研究构建了一种一体化埋底界面改性策略，可在单一分子体系中同步实现电学性能优化、化学缺陷钝化与力学性能调控，为研发高效、高力学稳定性的柔性钙钛矿光电器件提供了通用且可靠的设计思路。

文献信息

L-histidine-Modulated Self-Assembled Monolayers for Efficient and Mechanically Stable Flexible Perovskite Solar Cells

Tonghui Guo, Zhenkun Zhu, Dawei Duan, Zhen Wang, Yuchen Zhang, Lin Li, Junjun Jin, Qidong Tai

https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.71117

- 产品咨询及购买请联系我们 -