近日，我校材料与化学化工学部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。
柔性钙钛矿太阳能电池可以在塑料衬底上制备，像一张“会发电的薄膜”，既轻薄，又可弯曲，能够贴合在曲面屋顶、建筑幕墙、设备外壳等不规则的表面。凭借其质量轻、功率重量比高、加工方式灵活等特点，柔性电池可应用于建筑光伏一体化、便携式能源、可穿戴设备以及空天光伏等领域。在高温、光照、弯折等复杂工况下，电池中的自组装单分子层界面材料容易发生脱附失效，进而影响电荷传输并加速效率衰减。因此，如何让界面材料在复杂工况下牢固稳定地发挥作用，成为柔性钙钛矿太阳能电池走向实际应用需要突破的卡脖子技术难题。
为了让这张“会发电的薄膜”真正稳定工作，关键是要让电池内部的界面材料牢牢“站稳脚跟”。李耀文教授团队从分子内部电子结构出发，设计合成了具有“电子共振”结构的自组装单分子层界面材料FMTPA-CPA，让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（图1）。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。
图1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。此外，稳定性通过了ISOS-D-2、ISOS-L-2、ISOS-T-3等多项国际标准，实现了稳定性显著提升，展现出在高温、光照等复杂工况下的应用前景。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理性设计提供了新的思路，加速柔性电池的产业化进程。
图2基于FMTPA-CPA制备的钙钛矿太阳能电池性能研究
该工作中，苏州大学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；苏州大学材料与化学化工学部吴晓晓博士、寇雯雯硕士为共同第一作者。李永舫院士、李耀文教授团队主要贡献：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贡献：理论计算及数据分析；东南大学张天恺教授团队主要贡献：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