分子內(nèi)非共價(jià)相互作用 (INI) 已成為獲取具有增強(qiáng)骨架平面性和電荷傳輸特性的有機(jī)半導(dǎo)體的強(qiáng)大策略。鑒于此,2021年11月15日南科大郭旭崗團(tuán)隊(duì)及其合作團(tuán)隊(duì)中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所高鵬團(tuán)隊(duì)于Angew刊發(fā)基于分子內(nèi)非共價(jià)相互作用策略開(kāi)發(fā)的無(wú)摻雜空穴傳輸材料制備高性能反式鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的研究成果。通過(guò)構(gòu)建兩個(gè)具有分子內(nèi)非共價(jià)相互作用集成骨架的小分子HTM來(lái)應(yīng)用分子內(nèi)非共價(jià)相互作用的策略來(lái)開(kāi)發(fā)無(wú)摻雜的空穴傳輸材料(HTM),用于高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池(PVSC)。將非共價(jià) S…O 相互作用結(jié)合到由一個(gè)聯(lián)噻吩核和兩個(gè)三苯胺末端組成的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)主鏈中,所得的HTM,BTORA 和 BTORCNA,顯示出自平面化的主鏈,調(diào)整了能級(jí),增強(qiáng)了熱性能,適當(dāng)?shù)谋∧ば蚊?,以及有效的缺陷鈍化。更重要的是,高薄膜結(jié)晶度使材料具有相當(dāng)大的空穴遷移率,從而使它們成為有前途的無(wú)摻雜HTM。因此,基于BTORCNA的反式器件獲得了21.10%的顯著功率轉(zhuǎn)換效率,并具有令人鼓舞的長(zhǎng)期器件穩(wěn)定性,顯著優(yōu)于基于BTRA的器件,而沒(méi)有 S…O 相互作用對(duì)照組器件只有18.40%的效率。這項(xiàng)工作為高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池設(shè)計(jì)具有高固有遷移率的電荷傳輸層提供了一種通用且實(shí)用的方法。
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