热驱动扭转自组装单分子层

动态释放界面应变

一种具有可逆苯基扭转行为的空穴传输层，能动态释放钙钛矿界面应变并抑制非辐射复合。

Huang P. · 陈炜杰 · Yansheng, Chen · Zhijie, Gao · Wenlei, Lv · 李耀文

Angewandte Chemie - International Edition 2025

参数信息

效率保持率

91.3 %

热循环效率保持率

94.4 %

功率转换效率（小面积）

26.26 %

功率转换效率（大面积）

24.24 %

扭转角温度系数

0.07 ° K⁻¹

技术优势

动态释放应变

分子内的两个苯基单元在热驱动下可逆扭转，角度随温度线性变化（0.07° K⁻¹），在钙钛矿沉积和实际工作的温度窗口内持续缓冲界面失配，避免应变积累。

热循环下不退化

在200次25-85 °C热循环后仍保持94.4%的初始效率，表明Torsioner SAM能连续耗散工作温度变化带来的额外应变。

效率更高

冠军器件效率达26.26%（0.09 cm²），1 cm²器件达24.24%，得益于空穴传输增强和非辐射复合抑制。

应用场景

• 钙钛矿太阳能电池稳定性：用于提升钙钛矿电池在高温和热循环下的长期稳定性，减少效率衰减。
• 耐热光伏材料：用作耐热光伏器件的界面层，使器件在25-85 °C循环下保持性能。
• 光电界面工程：通过SAM分子设计调控界面应变和载流子传输，抑制非辐射复合。