实验室李宁教授团队：多功能SAM界面工程打破倒置有机太阳能电池效率-稳定性权衡

倒置结构有机太阳能电池凭借与大面积溶液加工的良好兼容性、更优异的运行稳定性，成为有机光伏商业化发展的核心技术路线之一。但目前其光电转换效率仍落后于常规正置结构，且空穴传输界面三氧化钼向活性层扩散引发的界面降解，是制约器件长期稳定性、形成效率-稳定性权衡瓶颈的核心原因，亟需通用型界面工程策略突破这一行业难题。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室李宁教授团队，通过分子级调控的多功能自组装单分子层（SAM）界面工程策略，成功打破倒装有机太阳能电池的效率-稳定性权衡瓶颈，有望拓展有机光伏材料与器件的商业化应用场景。

针对倒置有机太阳能电池空穴传输界面的核心降解机制，研究团队采用了一系列具有不同端基的咔唑基SAM衍生物。研究发现，提升端基电负性可增强面外界面偶极效应，优化界面能级排列，有效提升电荷提取效率、抑制界面复合；更关键的是，SAM的膦酸锚定基团可与蒸镀的三氧化钼形成强化学键，无需后退火即可构建坚固的物理化学屏障，从根源上抑制钼物种向活性层的扩散与界面还原。

基于该策略制备的Br-2PACz基器件实现了19.31%的冠军光电转换效率，显著优于对照组的18.18%；在1000小时连续光照老化后，器件仍保留95.5%的初始效率，是目前兼具高效率与优异运行稳定性的倒装有机太阳能电池代表性成果，为有机光伏商业化提供了可规模化的通用界面设计范式。

     相关研究成果以“Multifunctional SAM Engineering Breaks theEfficiency-Stability Trade-Off in Inverted Organic Solar Cells”为题发表在Advanced Energy Materials上，其中通讯作者为华南理工大学李宁教授，第一作者为尹志鹏博士生。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、TCL科技创新基金、广东省分子聚集发光重点实验室基金等科研项目的资助。