在织构化硅基底上实现高度有序且均匀覆盖的自组装单分子层（SAMs）是提升钙钛矿/硅叠层太阳能电池（TSCs）效率的关键挑战。

本研究隆基何永才、李振国、徐希翔、何博和苏州大学刘江等人设计了一种名为HTL201的不对称SAM分子，其以咔唑为核心，侧链含锚定基团和间隔基，作为钙钛矿/硅叠层电池的空穴选择层（HSL）。与传统的对称SAM分子相比，HTL201分子通过最小化空间位阻和增强与透明导电氧化物（TCO）的相互作用，显著提升了覆盖率和界面协调性。

优化的能级排列和界面缺陷钝化使钙钛矿层的准费米能级分裂（QFLS）值提高，最终实现了开路电压（VOC）接近2 V的突破性性能，并获得认证的34.58%的功率转换效率（PCE），创下钙钛矿/硅叠层电池的效率纪录。

文章亮点

不对称分子设计：HTL201分子通过独特的侧链锚定基团和间隔基设计，显著提升SAM在TCO基底上的覆盖率和界面稳定性，减少非辐射复合。

创纪录效率：钙钛矿/硅叠层电池实现34.58%的认证效率，开路电压接近2 V，为目前报道的最高水平。

界面工程突破：通过强配位相互作用和能级优化，有效钝化钙钛矿埋底界面缺陷，提升载流子提取效率，同时器件展现出优异的长期稳定性。

Jia, L., Xia, S., Li, J. et al. Efficient perovskite/silicon tandem with asymmetric self-assembly molecule. Nature (2025). 

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09333-z