上海交通大学发表最新Nature论文

摘要：具有优异光电特性的金属卤化物钙钛矿材料，已成为推动光伏效率突破的有力候选。研究中的钙钛矿太阳能电池（PSC）的功率转换效率（PCE，即太阳能转换为电能的效率）的最新记录可比肩商用硅电池，其产业化进程已现曙光。

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

具有优异光电特性的金属卤化物钙钛矿材料，已成为推动光伏效率突破的有力候选。研究中的钙钛矿太阳能电池（PSC）的功率转换效率（PCE，即太阳能转换为电能的效率）的最新记录可比肩商用硅电池，其产业化进程已现曙光。

然而，基于自组装分子（SAM）体系的高效倒置结构钙钛矿太阳能电池，普遍面临分子聚集和疏水特性带来的技术障碍。

2025 年 10 月 27 日，上海交通大学环境科学与工程学院赵一新教授、陈悦天副教授、缪炎峰博士，及宁德时代郭永胜等人，在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为： A matrix-confined molecular layer for perovskite photovoltaic modules 的研究论文。

该研究提出了“SAM-in-matrix”策略，在此基础上成功制备了 1 米 × 2 米级的大面积钙钛矿太阳能组件，且 PCE 认证效率达到了创纪录的 20.05%。

在这项最新研究中，研究团队提出了“SAM-in-matrix”策略，将部分 SAM 分子分散于三(五氟苯基)硼烷（化学式为B(C₆F₅)₃）的稳定基体网络，有效破解了分子堆积导致的聚集问题。二维晶格蒙特卡洛模拟和实验结果共同验证，该策略能够构建高效的电荷传输通道。

基于“SAM-in-matrix”结构的空穴传输层（HTL）器件展现出普适性优势：在多种 SAM 体系中均实现更致密的表面覆盖、提升的导电性能以及显著减少的埋藏纳米孔隙。该策略在规模化生产应用方面展现出突出潜力，在 FTO/NiOx 基底上构建“SAM-in-matrix” HTL 可促进大面积钙钛矿薄膜形成，同步提升晶体质量和 NiOx 导电性。

基于此技术路径，研究团队成功制备了 1 米 × 2 米级的大面积钙钛矿太阳能组件，且 PCE 认证效率达到了创纪录的 20.05%。

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