肖娟定&蔣曉慶&逄淑平Angew：揭示分子柔韌性在增強(qiáng)吡啶基缺陷鈍化以實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽能電池中的作用

通過對(duì)鈣鈦礦/C??界面進(jìn)行分子調(diào)控以減少缺陷密度，對(duì)實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的倒置型鈣鈦礦太陽能電池至關(guān)重要。然而，取代基柔韌性對(duì)鈍化性能的影響仍未得到充分理解。

本文安徽大學(xué)肖娟定、青島科技大學(xué)蔣曉慶和中國科學(xué)院大學(xué)逄淑平等人設(shè)計(jì)了兩類結(jié)構(gòu)相似但中心取代基不同的吡啶基分子：具有柔性烷基鏈的1,2-雙（4-吡啶基）乙烷（2PYET）和具有剛性苯環(huán)核心的1,4-雙（4-吡啶基）苯（2PYBEN），以闡明分子柔韌性在鈣鈦礦表面鈍化中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，柔性中心取代基顯著增強(qiáng)了吡啶基團(tuán)的電子云密度，從而提升了其鈍化能力，同時(shí)抑制了分子聚集并促進(jìn)了更好的界面接觸。

因此，經(jīng) 2PYET 修飾的器件在 0.09 cm2 面積上實(shí)現(xiàn)了 26.03% 的冠軍效率，在 1.0 cm2 大面積器件上效率達(dá) 24.45%，并展現(xiàn)出優(yōu)異的操作穩(wěn)定性。

研究亮點(diǎn)：

1. 柔性分子增強(qiáng)鈍化能力：理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)表明，柔性分子 2PYET 比剛性分子 2PYBEN 具有更高的電子云密度和更強(qiáng)的 Pb2? 配位能力，顯著提升了缺陷鈍化效果。

2. 抑制分子聚集，改善界面均勻性：柔性鏈結(jié)構(gòu)減弱了分子間相互作用，抑制了聚集行為，使鈍化分子在鈣鈦礦表面分布更均勻，形成更有序的界面層。

3. 高效率與高穩(wěn)定性兼具：2PYET 修飾的器件實(shí)現(xiàn)了 26.03% 的高效率，大面積器件效率達(dá) 24.45%，并在連續(xù)光照 1000 小時(shí)后仍保持 90% 以上的初始效率，表現(xiàn)出優(yōu)異的操作穩(wěn)定性。

Yu Lei, G. Yang, Na Shi, P. Wang, W. Li, J. Jiang, J.-D. Xiao, X. Jiang, S. Pang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e24079,

https://doi.org/10.1002/anie.202524079

學(xué)術(shù)交流QQ群

知光谷光伏器件學(xué)術(shù)QQ群：641345719

鈣鈦礦產(chǎn)教融合交流@知光谷（微信群）：需添加編輯微信

為加強(qiáng)科研合作，我們?yōu)楹?nèi)外科研人員專門開通了鈣鈦礦科創(chuàng)合作專業(yè)科研交流微信群。加微信群方式：添加編輯微信pvalley2024，備注：姓名-單位-研究方向（無備注請(qǐng)恕不通過），由編輯審核后邀請(qǐng)入群。