近年来，采用金属氧化物与自组装分子层作为复合空穴传输层的反式钙钛矿太阳电池，效率得到快速提升。其中，氧化镍作为p型金属氧化物，被广泛用于构建金属氧化物空穴传输层；以咔唑为中心、膦酸基团为锚定基团的自组装分子，被广泛用于构建自组装空穴传输层。然而，氧化镍表面价态的复杂性，给高质量自组装分子层的构筑带来了挑战。

在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学研究所有机固体实验室李永舫/孟磊团队聚焦钙钛矿太阳电池研究，在钙钛矿薄膜的界面调控方面取得重要进展。团队设计并合成了一种新型自组装分子4-(3-氟-6-甲氧基-9H-咔唑-9-基)丁烷-1-硫醇（MeOF-4SHCz），并将其用于靶向修饰氧化镍基底表面的Ni³⁺富集区域。借助硫醇基团的还原性，MeOF-4SHCz可有效还原NiOx基底表面的Ni³⁺，形成新的S-O-Ni键，并与经典的P-O-Ni键协同锚定，显著提高自组装层在NiOx表面的整体覆盖率。该策略有效提高了钙钛矿太阳电池的光伏性能，实现了26.5%的光电转换效率，并显著增强了钙钛矿太阳电池的长期稳定性。

相关成果近期发表于Nature Communications期刊（Nat. Commun. (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-66421-4）。文章的第一作者为博士生袁梦，通讯作者为孟磊研究员。

氧化还原界面修饰机制

使用中心设备: ToF-SIMS

参与者：赵耀

有机固体实验室

2026年1月15日