老外发Science，国人只发JMCA

钙钛矿这个明星材料，制备过程简单且高效，类似摊煎饼，虽然做出来的电池效率已经达到了25.5%，但是稳定性还需要深入研究。

2021年布朗大学Padture教授发了一篇Science¹，强调界面自组装单分子层增加了钙钛矿和电荷传输层之间的粘附韧性，提高了器件的稳定性。

另外一篇武汉大学方国家老师2016年12月发表的JMCA文章²，文章的方法也是通过加入界面自组装层，提高器件的稳定性。方老师的JMCA文章五年前发的，非常领先，已经被引用231次，按照影响力来说，发Science也不为过。

相同方法，为何老外发Science，国人只发JMCA？大神来剖析！

那么，为什么‘同途殊归’？两篇文章档次差别这么大？

文章解读

从文章结构看，JMCA文章直接强调SAM方法，然后介绍这个方法至少有四优点，最后放器件性能。

1. 提高了表面能，增强了SnO₂ 电子传输层的亲和力，诱导形成了形貌更好、结晶度更高的高质量钙钛矿膜。

2. 其末端官能团在SnO₂表面形成偶极子，导致SnO₂的功函数降低，SnO₂/钙钛矿异质结的内建电场增大。

3. 终端基团可以通过氢键钝化钙钛矿表面的陷阱态。

4. 界面处较薄的绝缘层能够有效地阻碍电子的反向转移，减少界面处的复合过程。

Science文章的研究思路比较集中：对比说明，I原子终端的SAM界面提高稳定性。

1. 首先进行了力学测试，测试不同界面的粘附韧性，包括没有SAM的、H-SAM和I-SAM的三种传输层，研究的是不同终端原子对粘附性的影响。

2. DFT理论计算支持他们的假设，即I原子终端的I-SAM极大地增强了与钙钛矿表面的成键能力，并且它比其他卤素终端更有优势。

3. 测试稳定性，发现I-SAM界面有助于提高操作稳定性，在连续运行1400小时，器件保持初始效率80%以上的时间。他们把稳定的提升归因于I-SAM抑制了钙钛矿界面降解，增加了界面韧性，粘附韧性的增加可以防止分层和孔洞的形成。此外，通过比较I-SAM和H-SAM，研究人员揭示了I端基团是使界面变韧的关键,H端基团的作用效果不明显。

4. 形貌分析，I-SAM上的钙钛矿孔洞少，辅助说明稳定性好。

对比总结

JMCA文章结构：方法-薄膜表征-器件性能

Sicence文章结构：方法-表征-计算-器件性能-表征

对比JMCA和Science文章发现：Science文章确实有它的过人之处，不仅强调SAM对稳定性提升有作用，还分析了哪个原子起主要作用，并设计实验和理论计算加以验证和解释。

对比发现，计算很重要，把‘我以为。。。’变成‘DFT计算说明。。。’，就很有说服力了，能增加文章的研究深度，有时还能发现挖掘出不一样的思路。

猜测：计算的时候需要建模，不同的端部原子的界面性能是完全不同的，或许Science作者就是在计算的时候，发现I原子具有更强粘合力！！！

总结：深挖现象背后的核心矛盾，巧妙地设计对比实验，加上理论计算辅助说明（做计算，找华算），再来点勇气投Science，可能就中了。

参考文献

1. Dai, Zhenghong, et al. “Interfacial toughening with self-assembled monolayers enhances perovskite solar cell reliability.” Science 372.6542 (2021): 618-622.

2. Yang, Guang, et al. “Interface engineering in planar perovskite solar cells: energy level alignment, perovskite morphology control and high performance achievement.” Journal of Materials Chemistry A 5.4 (2017): 1658-1666.

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/11/5d1dbfe13f/

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