许宗祥教授科研成果|新一代SAM自组装单分子层材料，为精密制造赋能

SAM（自组装单分子层）材料是钙钛矿太阳能电池核心界面功能材料，通过界面缺陷钝化与载流子高效传输，直接决定电池光电性能、稳定性及量产可行性，是器件产业化的关键核心。

当前传统有机自组装分子受载流子传输弱、化学稳定性差、大面积加工难三大瓶颈制约，成为钙钛矿器件性能提升与量产落地的核心阻碍。南方科技大学许宗祥教授团队研发的新型 SAM 材料4-(7H-二苯并(c,g)咔唑-7-基)苯基膦酸（Bz-PhpPACz）（见图1），突破传统单分子层结构局限，依托增强分子间 π-π 相互作用形成亲水表面有序双层结构，实现高效缺陷钝化、强化电荷传输、助力高质量大面积钙钛矿制备三重核心优势，全方位破解行业痛点。

图1 Bz-PhpPACz化学结构式

 核心突破

· 超高效率：0.0715 cm² 器件认证效率 26.39%，1 cm² 大面积器件效率 25.44%，衰减极小，全尺度性能表现亮眼（见图2）；

· 卓越稳定性：经 ISOS-L-II 标准3000 小时以上持续光照老化测试，器件效率保持率超 91%，解决传统材料稳定性差难题（见图3）；

· 工艺简化：采用 2.8 mM 优化浓度，一步旋涂、无需清洗，大幅提升制备效率与良率（见图4）；

· 创新结构：有序亲水双层结构实现低缺陷密度，优异亲水性促进高质量、大面积钙钛矿薄膜成型，同时强化界面电荷提取与传输效率（见图5）；

图2 已报道的小面积和1cm²有效面积的钙钛矿太阳能电池的PCE(1)

图3 器件在氮气(N₂)氛围、模拟AM1.5G标准太阳光照下，于未主动冷却状态（工作温度稳定在65±10°C）进行最大功率点(MPP)追踪测试(1)

图4 基于Bz-PhpPACz的IPSCs的PCE统计分布（箱线图）(1)

图5 Bz-PhpPACz仿生双层结构示意图及其增强的亲水性：单层与双层的水接触角分别为92°和44°(1)

 广泛应用场景

作为空穴传输层核心材料，可全面适配钙钛矿太阳能电池、钙钛矿量子点发光器件、有机光伏、有机发光器件等前沿光电器件，为各类器件实现高性能、高稳定、产业化制备提供核心材料支撑。

百灵威稳定供应由南方科技大学许宗祥教授研发的空穴传输材料Bz-PhpPACz，为科研与工业应用提供优质材料。

许宗祥教授，2009年香港大学博士毕业，师从支志明院士。 现任南方科技大学理学院化学系教授、博导，南方科技大学理学院副院长，南方科技大学实验室安全管理中心主任。2012年入职南科大，组件分子光电团队（MOLEC），主要从事有机/无机半导体材料设计合成，及能源转换与存储， 包括钙钛矿太阳能电池、电催化、超级电容器等研究。迄今发表 SCI 论文160余篇，其中通讯作者/共同通讯作者文章100余篇，包括Joule、EES、JACS、Nature Communications、Angewandte Chemie、AEM、AFM等，论文引用数大于7500次，H-index 为50（Google Citation）；申请发明专利25项，获授权中国发明专利14项；主持/参与国家 自然科学基金委、科技部、广东省自然科学基金委及深圳市科创委等19项科研项目；获得广东省级人才计划、深圳市鹏城学者特聘教授、深圳市优秀教师、南科大卓越服务奖，南科大优秀书院导师等荣誉。

 产品列表

 参考文献

(1) Qu G, Zhang L, Qiao Y, et al. Self-assembled materials with an ordered hydrophilic bilayer for high performance inverted Perovskite solar cells(J). Nature Communications, 2025, 16(1): 86.

内容来源：https://www.jkchemical.com/news/detail/17821  北京百灵威科技官网