针对钙钛矿/有机叠层太阳能电池中宽带隙钙钛矿初始相分布不均一及在光照老化后相分离加剧的科学问题，本研究提出一种选择性延缓结晶调控策略。团队设计了一种功能掺杂剂3-氨基-5-氟苯甲酰胺 (AFBA)，其具有较强的分子偶极，由于Br-电负性、离子半径较大，更靠近偶极中心，因此AFBA与Br-存在较强的分子偶极-离子库仑力。通过将AFBA掺入钙钛矿前驱体溶液中，选择性延迟以Br为主导的结晶，从而调控大面积薄膜初始的卤素分布。经AFBA处理的薄膜实现了水平尺度和垂直尺度的相均一，并具有良好的相稳定性。同时，初始相均一的薄膜离子迁移活化能增加，表现出较高的准费米能级分裂与较好的抗光照老化稳定性。因此，1

柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）因其优异的光电性能、轻质设计以及高比功率密度，在可穿戴设备、建筑一体化光伏以及移动能源系统等领域具有巨大的应用潜力。然而，在实际应用中，FPSCs在频繁弯曲等机械应力作用下，其功能层易遭受应力破坏，导致结构失效和光电转换效率下降。为缓解这一问题，研究者们引入了中性层（NP）概念，通过将功能层置于器件中心，并在顶部金属电极上通过粘合剂引入保护层来减少弯曲时的应力集中。但即便如此，粘合剂在多次弯曲循环中的脱附问题依然存在，且其背后的机制尚未明确。李耀文教授团队针对这一难题展开了深入研究。他们发现，商业粘合剂因杨氏模量高、粘附强度低，在弯曲过程中难以承受层间剪切应力

自组装单分子层（SAM）因其更低的寄生吸收成为传统空穴传输层（HTL）PEDOT:PSS的替代品。但最广泛使用的SAM（2PACz）偶极矩小，导致分子偶极-偶极相互作用弱，偶极取向紊乱，功函数调节受限，造成严重的界面能量损失。为了突破这一瓶颈，李耀文教授团队在2PACz咔唑的端基接枝噻吩基团，得到了SAM材料（Th-Cz），该材料在热退火过程中形成了瞬态共振结构，偶极矩增大了一倍。这加强了分子间的偶极-偶极相互作用，促进了Th-Cz薄膜的有序排列和偶极取向，改善了界面功函数，增强了空穴提取，抑制了HTL/活性层界面处的能量损失。此外，Th-Cz与给体之间的范德华相互作用，使得给体在受体之前结晶

钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）作为一种光电转换效率高、成本低的新型太阳能电池技术，近年来发展迅速。然而，大规模生产高效稳定的钙钛矿太阳能电池仍面临诸多挑战，尤其是n-i-p型钙钛矿太阳能电池。目前，常用的掺杂空穴传输材料（HTM）如Spiro-OMeTAD存在稳定性问题，限制了其商业化应用。非掺杂有机HTMs因其高稳定性而被视为理想替代品，但它们的薄膜厚度通常较薄（30-100 nm），在大规模生产时难以保证均匀性，容易导致电荷载流子积累和复合，影响电池性能。因此，开发能够实现大面积均匀沉积的非掺杂HTMs是推动n-i-p型钙钛矿太阳能电池模块规模化应用的关键。本文设计了一种新型非掺杂小

半透明有机太阳能电池中给体和受体材料的分子堆积决定了平均可见光透过率（AVT）和能量转换效率（PCE）之间的权衡，这严重制约了光利用率（LUE）的提高。基于此，苏州大学李耀文教授等人通过精心设计主客体活性层调控分子堆积，进而同时提高AVT和PCE。对各种主给体和客体材料组合的系统研究表明，具有更多缺电子氢原子的给体材料倾向于与具有富电子氧原子的客体材料形成C─H···O相互作用。主给体D18和客体BTO-BO之间的氢键相互作用促进了给体分子堆积模式在结晶过程中从混合的J型和H型转变为以J型堆积为主，从而显著减少了可见光吸收并增强了空穴传输。此外，BTO-BO可作为主受体BTP-eC9的成核剂，

苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（博士研究生董鹏鹏和硕士研究生张植朝）在钙钛矿/有机叠层太阳能电池领域取得新突破。针对钙钛矿/有机叠层太阳能电池在运行中因高偏置电压驱动及持续光照引发的稳定性劣化难题，本研究提出晶格强化协同相分离抑制策略。通过将具有较大离子半径的二甲铵离子（DMA+）掺入到钙钛矿活性层中，通过诱导形成中间相、增强结晶度和减少晶格结构缺陷来延迟钙钛矿结晶。其中，DMA+进入晶格的A位，使[PbX6]4- (X: I/Br)八面体倾斜，扩大了钙钛矿带隙，缩短了Pb-I键，并增强了晶格。这减轻了卤化物从晶格中逸出以及随后的离子迁移。在高功率光照和偏压下，钙钛矿子电池中的相分

狭缝涂布已成为钙钛矿太阳能电池（pero-SCs）和组件（pero-SMs）大规模生产的关键技术。然而，由于钙钛矿在成膜过程中不可控的结晶动力学和复杂的相演变，狭缝涂布制备的pero-SCs和pero-SMs的光电转换效率（PCE）仍显著低于旋涂制备的器件。本文通过溶剂工程控制狭缝涂布过程中CsFA基钙钛矿的晶核生长和相变，通过添加挥发性2-甲氧基乙醇（2-ME）并将其与N,N-二甲基甲酰胺（DMF）结合作为主要溶剂来设计一种钙钛矿前驱体溶液。2-ME的高蒸气压和Kamlet-Taft β值促进了钙钛矿快速成核，并与甲脒氢碘酸盐（FAI）形成氢键，促进高密度晶核的形成，从而使钙钛矿薄膜均匀生长

当前高效率的柔性OSCs主要采用溅射于塑料基底上的ITO作为电极，ITO的本征脆性严重限制了其在高耐机械弯曲场景中的应用。AgNWs作为可替代ITO的候选电极材料，虽具有优异的导电性和柔韧性，然而基于其构筑的柔性FTE在正向结构引领的高效率OSCs中，仍然存在界面能级失配、表面浸润性不佳及机械稳定性差等问题。面临以上挑战，苏州大学李耀文教授等人针对AgNWs基透明电极的界面性质进行精准调控，采用含巯基的自组装分子（SAMs）半胱氨酸（Cys）及其衍生物2-乙酰氨基-3-巯基丙酸（AMA）对AgNWs电极进行修饰，成功实现电极界面性质优化：（1）提升电极功函数，优化电极与界面层、活性层间的能级匹

近日，我校材料与化学化工学部李耀文教授课题组在《自然·材料》（Nature Materials）上，发表了题为“Organic solar cells with 20.82% efficiency and high tolerance of active layer thickness through crystallization sequence manipulation”的研究论文。该论文解决了有机太阳能电池效率（PCE）随活性层膜厚增加急剧衰减的问题，获得纪录认证效率的小面积单节（PCE = 20.43%，0.062 cm2）和大面积模组（PCE = 18.04%，15.03 cm2）

可穿戴技术和精密传感器的持续发展推动了对环保、可靠且具有良好机械稳定性的能源的需求。柔性有机太阳能电池(OSCs)因其显著的机械柔性和高功率转换效率(PCE)，有希望成为高污染、不可再生传统化石能源的有效解决方案。能够与各种器件和基板无缝集成的柔性OSCs，是多种电子设备移动电源的绝佳选择。苏州大学李耀文教授等人从自供电可穿戴应用的角度总结了柔性OSCs的最新成果。讨论了塑料基板和电极材料的进展，评估了性能标准，并总结了近些年来柔性OSCs与刚性OSCs的PCE增长情况。随后，探索了柔性OSC在自供电可穿戴应用中的新颖应用。最后，对柔性OSC及其在自供电可穿戴设备中的应用目前面临的挑战进行了总

苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（硕士研究生曹建磊）在柔性宽带隙钙钛矿太阳能电池领域取得新突破。柔性WBG钙钛矿太阳能电池具有构筑高效叠层太阳能电池的独特优势。具有低温加工和优异稳定性的NiOx是制备柔性WBG钙钛矿太阳能电池的理想空穴传输层。然而，钙钛矿埋底界面存在大量缺陷以及NiOx和钙钛矿界面结合力较弱，严重影响了柔性器件的效率和机械稳定性。本研究通过引入多功能分子N-乙酰-L-谷氨酸（NALG）开发了一种埋底界面修饰策略来解决上述问题。NALG作为桥连分子可以分别与NiOx和钙钛矿结合，能够钝化界面缺陷以及增强钙钛矿的结晶。此外，NALG作为桥连分子大幅增强了NiOx和钙钛矿

甲脒铅卤化物（FAPbI3）因其带隙接近肖克利-奎塞尔极限（1.48 eV），在高效钙钛矿太阳能电池（pero-SC）中具有很高的应用前景。FAPbI3钙钛矿通过碘化铅（PbI2）和碘化甲脒（FAI）之间的反应形成，产生非光活性黄色δ相或黑色α相。通常，由于PbI2和FAI之间的高反应速率，钙钛矿薄膜在退火初期在优先形成δ-FAPbI3，即使在热退火后也仍然存在。这些δ相杂质充当缺陷，对和器件的性能和长期稳定性造成负面影响。此外，PbI2和FAI的高反应速率导致钙钛矿薄膜的快速生长，最终导致薄膜中晶粒尺寸较小。因此，延缓PbI2和FAI之间的反应对于提高FAPbI3钙钛矿薄膜的质量至关重要。本

加工溶剂的选择对于优化活性层形貌至关重要，苏州大学李耀文教授及其合作者开发了一种新型受体材料BTP-TO2，其分子设计在苯并三唑单元的中心氮原子上引入了寡乙二醇侧链。通过同步辐射X射线散射、吸收，中子散射等先进技术，并结合分子动力学等理论计算，详细绘制了给体、受体材料与各种不同溶剂之间的分子相互作用及溶液中多种分子构象行为图谱。这套形貌控制原则适用于多种溶剂，包括环境友好型绿色溶剂，并最终制备出系列溶剂非敏感型有机太阳能器件。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-024-01678-5

苏州大学材料与化学化工学部李耀文教授课题组（硕士研究生亢帅青和本科生王子越）在钙钛矿/有机叠层太阳能电池领域取得新突破。宽带隙（WBG）钙钛矿薄膜的表/界面缺陷与界面能级失配是导致严重非辐射复合及载流子输运损失的核心问题，严重影响器件的效率和稳定性。为解决这一问题，本研究提出了一种基于准二维/三维钙钛矿异质结调控策略，采用1,3-丙二胺氢碘酸盐（PDADI）对WBG钙钛矿进行后处理，不仅降低了薄膜表面的缺陷态密度，还诱导生成了高n值Dion-Jacobson型准2D/3D钙钛矿。准2D/3D钙钛矿可以与体相3D钙钛矿构建Type-II型异质结能带结构，从而加速界面载流子抽提，实现中间复合层处电