在基于氧化镍（NiOx）的反式钙钛矿太阳能电池（PSCs）的研究进程中，界面缺陷与能级错位犹如两座难以逾越的大山，持续阻碍着该领域向更高性能与更优稳定性迈进。界面缺陷作为非辐射复合的中心，会捕获光生载流子，导致开路电压（Voc）显著降低；而能级错位则会形成电荷传输势垒，阻碍空穴与电子的有效分离和提取，使得填充因子（FF）大幅下降。二者相互交织、协同作用，不仅严重限制了光伏性能的提升，还加速了钙钛矿材料的降解，引发晶体结构破坏、离子迁移加剧等一系列问题，成为制约反式钙钛矿太阳能电池大规模商业化应用的关键瓶颈。

　　在此关键研究背景下，淮阴工学院蒋青松教授、天津理工大学化学化工学院宗雪平副教授与晶澳科技展开深度合作，集结多学科优势力量组建科研团队。该团队突破传统研究思路，通过精心设计的垂直π - 延伸策略，运用先进的有机合成技术，成功制备出一种新型T形线），并将其创新性地引入基于NiOx的钙钛矿太阳能电池体系，作为关键界面修饰层。

　　从分子结构与界面相互作用的微观层面深入探究，WH14独特的T形分子构型赋予其完全暴露的杂原子（如氮、氧等）。这些杂原子凭借其未成对的孤对电子，能够与钙钛矿表面配位不足的Pb²⁺离子通过强配位键形成稳定的化学键合。通过X射线光电子能谱（XPS）和扩展X射线吸收精细结构（EXAFS）等先进表征技术可以证实，这种强配位作用有效填补了钙钛矿表面的空位缺陷，显著降低了界面处的缺陷态密度（从原来的1013cm−2量级降低至1011cm−2量级），从而大幅减少了非辐射复合损失，为提升器件的开路电压奠定了坚实基础。

　　与此同时，WH14在界面处构筑了一道物理与化学双重防护屏障。一方面，其独特的分子构型能够在钙钛矿与NiOx界面形成一层致密的分子薄膜，从物理空间上阻碍钙钛矿与Ni³⁺的直接接触；另一方面，WH14分子中的某些官能团能够与Ni³⁺发生络合反应，形成稳定的化学络合物，进一步抑制了氧化反应的发生。通过原位X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）观察发现，经WH14修饰后的器件在老化过程中，钙钛矿晶体的结构完整性得到了更好的保持，未出现明显的晶体分解和相变现象，有效避免了因氧化反应引发的性能衰减，为器件的长期稳定性提供了有力保障。

　　尤为突出的是，WH14分子中的二噻吩并吩嗪（DTPA）中心核具有独特的吸电子特性。密度泛函理论（DFT）计算结果表明，这一特性使得WH14的最高占据分子轨道（HOMO）能级显著降低至 -5.6 eV 左右，与钙钛矿的价带能级（-5.4 eV）以及NiOx的功函数（-5.2 eV）实现了近乎完美的能级匹配。这种精准的能级对齐为界面处高效的空穴提取创造了极为有利的条件。通过瞬态光电压（TPV）和瞬态光电流（TPC）测试发现，经WH14修饰后，器件的电荷提取时间缩短了近一个数量级，电荷传输速率显著提高，有效减少了电荷在界面处的积累与复合，进而提升了器件的填充因子与短路电流密度（Jsc）。

　　在实际器件性能测试中，经WH14修饰的基于NiOx的钙钛矿太阳能电池展现出了令人瞩目的光伏性能。在标准测试条件下（AM 1.5G，100 mW/cm²），其光电转换效率（PCE）高达25.20%，较未修饰的基于NiOx的器件（PCE = 22.50%）有了显著提升。同时，器件的开路电压达到了1.15 V，短路电流密度为24.8 mA/cm²，填充因子为 0.88，各项性能参数均达到了国际先进水平。

　　在长期稳定性测试方面，WH14同样表现卓越。将器件置于环境空气中（温度 25 ± 5 °C，相对湿度 30 ± 10%）进行老化测试，经过1200小时后，器件仍能保持初始效率的80%以上。通过电化学阻抗谱（EIS）分析发现，经WH14修饰后的器件在老化过程中，其界面电阻和电荷传输电阻的增长幅度明显小于未修饰器件，这进一步证明了WH14在抑制界面反应、提高器件长期稳定性方面的显著效果。

　　该研究不仅为解决基于NiOx的反式钙钛矿太阳能电池中的界面缺陷与能级错位问题提供了一种创新且行之有效的解决方案，更充分彰显了分子工程在精准调控材料结构与性能、开发高性能线性有机半导体方面的巨大潜力。通过分子设计实现材料性能的定制化，为钙钛矿太阳能电池界面修饰材料的研究开辟了新的方向。同时，该研究成果也为反式钙钛矿太阳能电池的进一步发展和商业化应用奠定了坚实的理论基础和技术支撑，有望推动该领域向更高效率、更稳定的方向迈进。