氧化镍（NiOₓ）作为空穴传输材料面临表面缺陷多、与钙钛矿能级失配等挑战。

本研究南开大学李红时、姜源植和袁明鉴等人设计了一种三齿锚定分子[4-(三氟甲基)苯基]三乙氧基硅烷（3F-PTES），通过形成三齿共价键（Si-O-Ni）显著增强NiOₓ界面结合强度与覆盖度，使界面缺陷密度降低至羧酸修饰样品的40%。其末端三氟甲基基团精准调控NiOₓ能级，与钙钛矿的价带偏移（ΔE）仅0.01 eV。

基于此的倒置器件效率达26.47%，并在65°C、60%湿度下连续运行1500小时后仍保持97%初始效率（ISOS-L-3协议）。

文章亮点

1. 三齿共价锚定技术：3F-PTES通过三个Si-O-Ni共价键锚定NiOₓ表面，结合能达-12.28 eV（羧酸单齿锚定的3.14倍），分子覆盖密度提升2.2倍，界面缺陷密度降低至3.41×10¹⁶ cm⁻³。

2. 能级精准调控：三氟甲基强吸电子效应使NiOₓ功函数下移，与钙钛矿价带偏移仅0.01 eV，器件开路电压（Voc）达1.195 V（达SQ极限的95.1%）。

3. 超强稳定性：在高温高湿（65°C/60% RH）加速老化测试中，器件1500小时效率衰减仅3%，远优于未修饰器件（580小时衰减60%）。

文章信息

期刊：Advanced Materials

题目：Covalent Tridentate Molecule Anchoring Enhances Nickel Oxide for Efficient Perovskite Solar Cells

作者：Yu Wang, Yu Feng, Hao Yang, Saisai Li, Kai Zhang, Yanxing Feng, Xue Han, Thamraa Alshahrani, Qinyou An, Xiaoye Wang, Hongshi Li, Yuanzhi Jiang, Mingjian Yuan

接受日期:06 August 2025

原文链接: https://doi.org/10.1002/adma.202507730