近日，我实验室光电材料与技术团队邹炳锁教授和黄浩助理教授与四川大学、厦门大学等单位合作的研究成果以《通过提升界面质量制备厘米级高效全钙钛矿叠层电池》（All-perovskite tandem 1 cm² cells with improved interface quality）为题发表于《自然》（Nature）杂志。

该研究基于共轭拓展及锚定策略开发了一种具有膦酸基的自组装单分子层（SAM，即4PADCB）作为空穴传输材料。独特的空间扭曲结构赋予SAM分子良好的成膜性及表面浸润性，有利于大面积高质量宽带隙钙钛矿薄膜的生长；同时，拓展的共轭范围及有序的分子排列增强了界面电荷抽取与输运能力，大幅抑制了宽带隙钙钛矿太阳电池中界面处载流子非辐射复合损失。这些优点大幅提高了宽带隙电池的VOC和FF，并显著改善了器件的工作稳定性。通过优化，宽带隙钙钛矿电池（孔径面积1.044平方厘米）的最高效率达到18.46%。基于该宽带隙子电池的全钙钛矿叠层电池获得了经日本电气安全环境研究所（JET）认证的世界纪录效率26.4%（该效率被业内权威“Solar cell efficiency tables”收录）。此外，该工作采用多种先进的表征手段，深入地探究和分析了宽带隙子电池及全钙钛矿叠层器件性能提升的物理机制，为大面积宽带隙钙钛矿及全钙钛矿叠层太阳电池的效率和稳定性提升提供了深刻的见解，也为新型、高效空穴传输材料的设计提供了新思路。

在该研究中，我实验室光电材料与技术团队在表征单分子层质量上提供了支持，通过光诱导力显微镜（PiFM），为单分子质量在太阳能电池中的重要作用提供了实验证据。

该工作得到省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室开放课题经费支持。