溶液法制备的自组装单分子层（SAMs）存在晶体生长不可控、结构均一性差的问题，这仍是制约界面高效电荷传输的核心瓶颈。

针对这一问题，成人网站 张红雨团队和霍夫曼先进材料研究院胡汉林团队提出了一种偶极调控分子改性策略：通过合理设计氟化苯并咪唑羧酸衍生物（1F-COOH、2F-COOH、3F-COOH），并将其与传统SAMs分子（Me-4PACz）共组装构建co-SAMs，实现对自组装单分子层结晶行为的精准调控。该策略利用氟化苯并咪唑环与Me-4PACz中咔唑单元之间的强静电及偶极-偶极相互作用，驱动SAMs由多晶面无序生长转变为单一（100）晶面的择优取向。其中，具有最大分子偶极矩的3F-COOH展现出最强的晶面定向能力。

除了调控薄膜微观结构外，该系列苯并咪唑羧酸分子还可优化空穴传输层/钙钛矿异质结处的界面能级排布，显著提升空穴提取效率。与此同时，3F-COOH与钙钛矿前驱体之间存在强化学相互作用，既可调控钙钛矿结晶动力学过程，又可钝化界面缺陷。基于3F-COOH的1.84 eV宽带隙钙钛矿太阳能电池（PSCs）获得了20.16%的光电转换效率（第三方认证效率19.25%），器件运行稳定性显著提升，持续工作600小时后仍能维持初始效率的90.38%。该策略同样适用于叠层器件（钙钛矿/有机叠层电池）效率可达26.75%。进一步拓展至1.67 eV单结钙钛矿电池以及钙钛矿/硅叠层电池后，分别实现了23.56%和32.34%的光电转换效率（钙钛矿/硅叠层电池第三方认证效率31.54%）。此项研究证实，基于偶极调控的分子工程是一种高效且通用的手段，可精准调控自组装单分子层的结晶取向，并优化电荷选择性界面的光电性能。

图一：Me-4PACz的晶面取向及其与BzIm-COOH的相互作用

该研究成果以“Advancing 1.84 eV Wide-Bandgap Perovskite Photovoltaics beyond 20% via Single-Facet-Oriented Self-Assembled Molecules”为题发表在Advanced Materials上（Advanced Materials (2026): e74675）。成人网站 博士研究生李倩楠为第一作者，成人网站 张红雨教授和霍夫曼先进材料研究院胡汉林副教授为共同通讯作者。

论文链接：

//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74675