上海交通大学溥渊未来技术学院陈昊副教授团队联合苏州大学樊健团队在《先进材料》（Advanced Materials）上发表题为“Upright Orientation of Asymmetric Conjugated SAM Enables High-Performance Perovskite Solar Cells”的研究论文。陈昊课题组博士生顾欣宇、博士后朱思源为论文的共同第一作者，陈昊副教授为论文的通讯作者，上海交通大学溥渊未来技术学院为第一完成单位。
自组装单分子层（SAMs）凭借超薄厚度与可调控功函数，是反式钙钛矿太阳能电池（PSCs）极具应用前景的空穴传输中间层。然而，Me-4PACz 等传统 SAM 分子倾向于在基底上平躺或倾斜排布，造成偶极取向无序、基底覆盖度不足，同时末端基团被掩埋，无法钝化界面缺陷。本研究设计了一种不对称共轭 SAM 分子 BCPA-Ph，以解决上述问题。该分子垂直取向的 π-共轭骨架构建了直接空穴传输通路，从而加速载流子提取；完全暴露的咔唑 N-H 末端基团可与钙钛矿表面碘物种形成分子间氢键，消除碘空位陷阱。基于 BCPA-Ph 制备的反式 PSCs 获得27.21% 的认证光电转换效率（PCE），热稳定性与工作稳定性得到显著提升。此外，BCPA-Ph 具备优异普适性，适用于大面积以及宽带隙钙钛矿器件：1 cm2 器件实现 26.34% 高 PCE；1.68 eV 宽带隙 PSCs 达到 23.77% 的 PCE。本工作凸显了分子构型工程对于高性能 PSCs 的 SAM 理性设计的关键意义。
图 1：SAM 分子在 FTO 基底上的分子构型与锚定行为
图 2：埋底界面相互作用以及钙钛矿结晶调控
图 3：界面形貌与载流子性质空间分布
图 4：界面残余应力、载流子动力学与复合特性
图 5：钙钛矿太阳能电池光伏性能与稳定性
原文链接：
X. Gu, S. Zhu, C. Su, et al. “ Upright Orientation of Asymmetric Conjugated SAM Enables High-Performance Perovskite Solar Cells.” Advanced Materials (2026): e75147.
https://doi.org/10.1002/adma.75147
作者简介
顾欣宇
上海交通大学溥渊未来技术学院陈昊课题组2025级博士生。研究方向聚焦于高效、稳定的单结钙钛矿光伏器件的开发和应用。目前以第一作者身份（含共同）在Advanced Materials（AM）、Journal of the American Chemical Society（JACS）、Advanced Energy Materials（AEM）、Green Energy & Environment（GEE）期刊发表论文4篇。
朱思源
上海交通大学溥渊未来技术学院未来光伏研究中心博士后（合作导师：陈昊副教授）。曾在北京理工大学&辽宁大学（联合培养）获得博士学位，研究方向聚焦于高效稳定单结钙钛矿太阳能电池的开发与大面积器件应用。目前已在Adv. Mater.，Energy Environ. Sci.，Adv. Funct. Mater.等期刊上发表论文14篇，授权中国发明专利1项。
陈昊
上海交通大学溥渊未来技术学院长聘教轨副教授，博士生导师，国家高层次青年人才（海外）、麻省理工科技评论亚太区“35岁以下科技创新35人”、上海交通大学思源青年学者，获得上海市浦江人才项目（2024）、首届启源青年学者项目（2025）和何享健青年科学家项目（2026）资助。2020年在中国科学院大学和上海科技大学（联合培养）获得博士学位，师从宁志军教授；2021-2024年分别于多伦多大学和美国西北大学担任博士后研究员，合作导师为Edward Hartley Sargent院士，2024年11月加入上海交通大学，研究方向聚焦于高效、稳定的单结与多结钙钛矿光伏器件的开发和应用。曾多次创造钙钛矿光伏器件认证效率世界纪录，并率先实现反式结构钙钛矿光伏器件认证效率超越传统正式结构器件。先后以第一作者（含共同）和通讯作者身份在Science（3篇），Nature（3篇），Nat. Photonics，Nat. Mater.，Nat. Energy，Nat. Nanotechnol.，Nat. Commun.，JACS (2篇)，Joule, Adv. Mater.（5篇）等期刊上发表多篇文章，18篇论文入选ESI高被引论文，论文他引9900余次。现任Nano-Micro Letters、InfoMat和eScience等期刊青年编委，担任Science、Nature Energy、Nature Photonics、JACS、Advanced Materials等30余种期刊的独立审稿人。
