本报讯（见习记者江庆龄）上海交通大学教授赵一新、副教授陈悦天、副研究员缪炎峰团队，联合宁德时代科研团队，提出“基质限域分子层”型空穴传输层构型新概念，并创制了分子适用性广、工艺推广性高的电荷传输层新技术路径，解决了制约大面积钙钛矿光伏模组发展的重大难题，为电荷传输层及界面设计提供了新思路。近日，相关研究成果发表于《自然》。

金属卤化物钙钛矿材料具有优异的光电特性及光伏应用潜力。近年来，得益于自组装单分子层（SAM）型空穴传输层的发展，钙钛矿光伏器件效率显著提升，实验室小面积器件的光电转换效率已媲美晶硅光伏。但SAM分子本征特性使其具有团聚结晶的倾向，在制备中难以克服分子间的聚集与堆叠，易引发基底上SAM分子的非均匀分布。目前，SAM基钙钛矿模组的放大仍面临钙钛矿薄膜均匀性较差、接触界面缺陷多等难题，制约了大面积模组的效率和稳定性。

研究团队提出的“基质限域分子层”型空穴传输层结构，利用具有强吸电子能力与优异化学稳定性的三（五氟苯基）硼烷（BCF）分子构建主体骨架，将空穴传输分子分散于BCF基质中，形成类似于“枣糕结构”的传输层。

该结构能够形成厚度可控的空穴传输覆盖层，空穴传输分子与BCF骨架形成强相互作用，进而有效抑制了空穴传输分子的堆叠倾向与聚集行为，且用少量空穴传输分子即可实现和理想无堆叠SAM一样的高效空穴传输。“基质限域分子层”型空穴传输层具有优异的浸润性，能显著提升大面积薄膜的结晶质量与均匀性，且“基质限域分子层-钙钛矿层”界面兼具良好的化学稳定性与较小的界面复合损失。

“基质限域分子层”策略对之前报道的多种SAM型空穴传输分子都适用，利用已有空穴传输分子即可实现有效的传输层及界面调控，降低对复杂分子设计与合成的依赖性。在此基础上，研究团队成功将该策略应用于1米×2米大面积模组，获得了当前世界纪录20.05%的第三方认证效率。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09785-3