2026年1月19日，我院李萌教授与西安交通大学物理学院先进功能材料与器件物理团队杨生春教授、梁超教授等合作，在钙钛矿光伏领域取得重大突破，其研究成果以Research Article形式发表于 Nature Photonics（题为“Axially chiral molecular contacts with low isomerization barriers for perovskite solar cells”，文章链接：https://10.1038/s41566-025-01817-8），为钙钛矿太阳能电池向产业化迈进提供了关键技术支撑。

在高性能钙钛矿太阳能电池中，分子基接触界面直接接触光活性层，是实现高效电荷提取与长期结构稳定的关键环节，其化学结构与成膜均质性决定了载流子选择性与器件寿命。然而，传统分子基接触层在溶液沉积和热退火过程中易发生取向重排与聚集，导致界面覆盖不均、传输受阻，并在长期运行中诱发复合、离子迁移和化学失稳，成为限制效率与稳定性的核心瓶颈。针对这一问题，团队首次提出“轴向手性构象动态调控”的分子设计策略，并原创合成了分子PPBCz-4。该分子以低异构化势垒的轴向手性骨架为核心，非共面构型赋予其优异的构象可调性，使其在沉积与自组装过程中可自适应NiOx基底微结构，实现定向有序组装，形成取向一致、致密连续的分子基接触界面，从根本上克服了传统刚性分子成膜受限与聚集严重的问题。PPBCz-4在界面局域应变与极性环境下保持构象灵活，与NiOx形成稳固锚定，并维持高度有序的π-体系耦合，实现高效载流子定向传输与界面电学均质化。其嘧啶间隔基与苯并咔唑端基的协同作用构建连续分子网络，有效缓释光-热应力并抑制离子迁移，使界面兼具柔性适应与动态稳固。基于该策略，倒置型钙钛矿器件实现了26.91%的光电转换效率（认证26.44%），69 cm2模组效率达22.14%，并在ISOS-L-3光-热耦合测试下稳定运行超过2,000小时，效率保持初始值的98%以上。该工作首次在分子接触界面引入轴向手性构象动态调控机制，为构建高选择性、低缺陷、高稳定性的分子接触界面提供了新的设计范式，为高效率、长寿命、可规模化钙钛矿太阳能电池的发展奠定了重要基础。

图1：（a）分子空穴选择性接触的构型设计思路；（b）轴向手性分子 PPBCz-4 的旋转能垒曲线；（c）Cz、（d）Me-4PACz、（e）BCz-4及（f）PPBCz-4分子的浓度依赖型荧光光谱；基于AIMD模拟，（g）Me-4PACz与（h）PPBCz-4的π共轭端基平面法向量与z轴夹角示意图（衬底为NiOx）；（i）Me-4PACz与PPBCz-4的平面夹角概率分布；（j）Me-4PACz与PPBCz-4在NiOx表面的吸附能，及从俯视图提取的对应分子占据面积。

河南大学纳米科学与材料工程学院李萌教授、西安交通大学物理学院梁超教授、杨生春教授以及吴宥伸副教授为论文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金委面上项目、河南省科技攻关联合重点项目以及河南省优秀青年基金等项目的资助。