目前，有机-无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已达到26.1%，备受学术界和工业界瞩目。然而，钙钛矿多晶薄膜中存在的本征缺陷态易形成非辐射复合中心，导致载流子复合损失，限制了器件效率和稳定性的进一步提升。值得注意的是，钙钛矿薄膜表面的缺陷密度远高于体相的缺陷密度，且大部分为深能级陷阱，对器件性能的影响更为严重。此外，界面处的能级不匹配会阻碍载流子的提取和传输，导致载流子在界面处复合，进一步降低器件效率。因此，界面工程是进一步提升钙钛矿太阳能电池性能的有效策略之一。

近日，南京工业大学王芳芳副教授团队设计合成了三种供体-受体（D-A）结构的界面偶极分子，这类分子结构具有相同的空穴传输和不同的钙钛矿锚定基团，不仅可以钝化钙钛矿界面缺陷，还可以促进钙钛矿界面的空穴提取和传输，有效提升钙钛矿太阳能电池的器件性能。

此类界面偶极分子作为一种新型界面材料，其结构为两部分，具有三苯胺结构的给电子基团和不同的锚定基团，包括胺（-NH₂）、羧酸（-COOH）和酰胺（-CONH₂），由于其不同的电负性而表现出不同的偶极矩，在改善钙钛矿太阳能电池性能方面具有独特的优势：

调控能级: 界面偶极分子可以调节钙钛矿的表观功函数，减少与相邻传输层的能级失配，从而降低界面电荷积累。

增强内建电场: 界面偶极分子可以增强器件内建电场，促进载流子传输，降低非辐射复合。

钝化界面缺陷: 界面偶极分子上的锚定基团具有未成对电子，如胺（-NH₂）、羧酸（-COOH）和酰胺（-CONH₂），可以与钙钛矿薄膜表面的悬挂键配位，有效抑制界面陷阱态，减少非辐射复合，提高开路电压。

促进电荷传输：界面偶极分子具有供体-受体（D-A）结构，三苯胺为供体，酰胺等为受体，较大的分子偶极矩，促进了界面电荷传输。

偶极分子在钙钛矿表面形成的界面偶极能够有效调节钙钛矿和空穴传输层之间的能级排列，从而促进电荷提取并降低载流子非辐射复合。

研究发现，在这三种界面偶极分子中，具有酰胺基团的材料与钙钛矿表现出最强的结合能，有效降低了薄膜缺陷并显著提升了界面空穴提取效率。基于此偶极材料的钙钛矿太阳能电池实现了25.29%的器件效率，开路电压为1.174 V，填充因子为84.34%。此外，未封装器件的运行稳定性得到了显著提高，在~50%湿度的空气环境下存储1500小时和AM 1.5G光老化1250小时后，器件效率仍保持其初始值的90%以上。

这项研究为合理设计新型的界面材料以及实现高性能钙钛矿太阳能电池提供了新思路。