近日，我校丁建宁教授团队联合瑞士洛桑联邦理工学院、东南大学的研究人员，在国际知名期刊《Nature Communications》上发表了题为“Anti-aggregation self-assembled monolayers enable high-performance and scalable perovskite solar cells”的研究论文。该研究通过引入常规阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为调节剂，利用其“非共价、非导电、不进入钙钛矿相”的特性，抑制自组装单分子层（SAM）空穴传输材料[2-(9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸（2PACz）的胶束聚集，实现了高质量SAM的制备，显著提升了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率、稳定性和可扩展性。

钙钛矿太阳能电池作为新一代光伏技术，基于p-i-n型器件效率已突破26%，其中SAM作为空穴传输层起到关键作用。然而，SAM分子在沉积过程中易发生聚集形成胶束，导致薄膜覆盖不连续、界面缺陷增多，制约了器件性能与大面积制备。针对该问题，研究团队创新性地采用非自组装、非导电的低成本常规表面活性剂CTAB，并通过理论计算结合实验表征证明CTAB与2PACz之间的静电非键合相互作用，抑制了SAM分子团簇化，促进了SAM在基底上的均匀分散与稳固锚定，实现覆盖完整、均匀的高质量SAM薄膜。最终采用CTAB修饰SAM的p-i-n型钙钛矿太阳能电池实现了26.20%的光电转换效率（活性面积0.072 cm²），其开路电压、短路电流密度和填充因子均得到显著提升。此外，基于该策略制备的大面积组件（22.96 cm²）效率达到22.34%，且器件在连续最大功率点跟踪800小时后仍保持80%以上的初始效率，展示出良好规模化制备潜力与运行稳定性。该研究为钙钛矿太阳能电池界面工程提供了新思路，通过简单、易得的表面活性剂调控策略，有效解决SAM聚集问题，有利于推动高效、稳定、大尺寸钙钛矿光伏器件的发展。

扬州大学物理科学与技术学院（集成电路学院）2024级博士生杜开怀为论文第一作者，扬州大学丁建宁教授，王爱丽、李绿洲副教授，瑞士洛桑联邦理工学院Mohammad Khaja Nazeeruddin教授以及东南大学李桂香教授，为共同通讯作者。研究工作获得了国家自然科学基金等相关科研项目资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-68207-0