北京
7月22日，苏州大学材料与化学化工学部李永舫院士、李耀文教授团队及其合作者以苏州大学为第一通讯单位，在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）发表题为“Electronic-resonance Enhanced Molecule for Perovskite Solar Cells”的研究论文，提出“电子共振”策略，以解决柔性钙钛矿光伏电池效率不高、稳定性弱等难题。
共同第一作者为材料与化学化工学部博士研究生吴晓晓和硕士研究生寇雯雯。材料与化学化工学部李耀文教授、功能纳米与软物质研究院陈先凯教授以及东南大学张天恺教授为论文的通讯作者。
与质地坚硬的晶硅光伏电池板不同，钙钛矿光伏电池被认为是下一代光伏技术的重点研发方向。它具有轻、薄、柔的特点，应用场景广泛，不仅可用作未来空间站、深空探测基地的理想能源器件，还能附着在衣物表面，甚至可以紧贴皮肤，实现“哪里能晒太阳，哪里就能发电”。
但目前，柔性钙钛矿光伏电池的自组装单分子界面材料，在长时间高温光照条件下容易脱附失效，成为限制这种电池寿命的主要因素之一。
▲李耀文（右一）指导团队师生检测柔性钙钛矿光伏电池
团队融合材料化学、界面物理、理论计算、器件工程等学科，历经5年攻关，从分子内部电子结构出发，设计并合成了具有“电子共振”结构的自组装单分子界面新材料FMTPA-CPA，分子不仅能有序排列在电极表面，还能更牢固地锚定在电极上。
研究发现，FMTPA-CPA的“电子共振”效应，能够把更多负电荷“集中”到锚定基团上，使其与氧化铟锡电极之间形成更强的共价键合。与此同时，“电子共振”策略还改善了界面处的电荷传输，让光生电荷更高效地通过界面，减少能量损失和缺陷复合，从而同时提升电池的效率和运行稳定性。
▲自组装单分子界面材料与氧化铟锡电极之间的锚定作用研究
相关的实验结果表明，基于FMTPA-CPA的刚性和柔性小面积钙钛矿太阳能电池经过TÜV SÜD南德权威认证，分别获得27.69%和26.64%的认证效率，15.64平方厘米的柔性组件也获得了22.18%的效率，在高温下以最大功率点追踪运行1080小时，效率仍维持在初始值的99%以上，多项稳定性测试结果达到国际标准。
▲基于FMTPA-CPA制备的钙钛矿太阳能电池性能研究
该工作揭示了分子电子结构、界面键合作用与器件稳定性的关系，为柔性钙钛矿太阳能电池界面传输层的精准设计提供了新的思路，加速柔性电池的产业化进程。
李永舫院士、李耀文教授团队主要承担了构建论文整体思路、器件制备、器件表征与机理分析，陈先凯教授团队主要负责理论计算及数据分析，东南大学张天恺教授团队主要贡献了材料表征、机理分析。该工作在国家自然科学基金等项目资助下完成。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10919-4
本文来自“苏州大学”。
近期学术会议推荐
欢迎留言，分享观点。点亮❤
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
