CIF 紫外臭氧清洗机助力钙钛矿埋底界面分子修饰研究｜赣南师大团队高效稳定钙钛矿电池成果荣登《Advanced Materials》！

    近日，赣南师范大学邢直、周中高、高进伟、陈义旺、肖元山、陈婕、陆海霞教授团队在国际材料顶刊《Advanced Materials》发表重磅成果，提N杂环激活π协同配位界面调控策略，破解传统自组装单分子层（SAM）界面配位紊乱、钙钛矿结晶缺陷多、器件稳定性差等行业瓶颈。

    在该研究整套器件制备流程中，课题组选用 CIF UVO5紫外臭氧清洗机完成 ITO 基底羟基化活化工序，作为整套实验中关键前置预处理步骤，为各组实验提供均一洁净基底表面，助力分子改性策略实现 26.83% 超高光电转换效率，为高性能倒置钙钛矿电池界面调控研究提供标准化工艺支撑。

    倒置钙钛矿太阳能电池具备低温制备、低电压损耗、易于叠层集成等突出优势，是下一代光伏器件的核心发展方向。膦酸类自组装单分子层 MeO-2PACz 凭借与ITO基底牢固的结合能力、优异的空穴提取特性，成为高光电转换效率器件主流的空穴选择性界面材料。但该体系仍存在难以规避的埋底界面缺陷：疏水性咔唑端基与极性钙钛矿前驱体浸润性较差，结晶过程中强极性溶剂易在薄膜底部富集，大量生成 PbI₂-DMSO 低配位中间体，不仅会破坏 SAM 分子有序组装，还会诱发沟壑、孔洞、未配位铅等界面缺陷，加剧载流子非辐射复合与离子迁移，同时引入薄膜残余应力，同步限制器件光电性能与长期工作稳定性。

  现有 SAM 改性手段多聚焦分子骨架修饰或后处理钝化，仅能小幅优化薄膜形貌，难以从分子配位层面调控前驱体演化路径，无法同步实现结晶动力学调控、界面缺陷抑制与 SAM 结构保护，严重制约了器件性能上限。针对这一行业痛点，研究团队设计合成两类含 N 杂环咪唑功能分子，通过共组装策略在埋底界面构筑 π 协同配位网络，从源头调控钙钛矿成核与相转变过程，同步实现高效率与长效稳定的钙钛矿光伏器件。

  研究团队设计并合成了一类咪唑鎓功能分子，将其引入SAM层中，在埋底界面构筑N杂环激活的π协同配位网络。该网络能够与多卤化铅物种形成多位点协同配位作用，在维持SAM有序排列的同时，重构界面前驱体化学环境，实现对钙钛矿成核和晶体生长过程的精准调控。揭示界面有序性与晶化路径协同调控机制。通过原位光致发光表征、核磁共振谱学、掠入射X射线衍射以及理论计算等手段，研究团队系统揭示了π协同配位网络的作用机制。研究发现，该配位网络能够稳定埋底界面处的多卤化铅物种，抑制残余溶剂配位中间体的形成和积累，同时维持SAM层的结构有序性，从而引导钙钛矿沿着更直接、更低能垒的路径完成相转变与晶体生长,从而实现高效率高稳定性的钙钛矿太阳电池。