分子內(nèi)非共價相互作用 (INI) 已成為獲取具有增強骨架平面性和電荷傳輸特性的有機半導體的強大策略。鑒于此,2021年11月15日南科大郭旭崗團隊及其合作團隊中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)所高鵬團隊于Angew刊發(fā)基于分子內(nèi)非共價相互作用策略開發(fā)的無摻雜空穴傳輸材料制備高性能反式鈣鈦礦太陽能電池的研究成果。通過構(gòu)建兩個具有分子內(nèi)非共價相互作用集成骨架的小分子HTM來應(yīng)用分子內(nèi)非共價相互作用的策略來開發(fā)無摻雜的空穴傳輸材料(HTM),用于高性能鈣鈦礦太陽能電池(PVSC)。將非共價 S…O 相互作用結(jié)合到由一個聯(lián)噻吩核和兩個三苯胺末端組成的簡單結(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,增強了熱性能,適當?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大的空穴遷移率,從而使它們成為有前途的無摻雜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期器件穩(wěn)定性,顯著優(yōu)于基于BTRA的器件,而沒有 S…O 相互作用對照組器件只有18.40%的效率。這項工作為高性能鈣鈦礦太陽能電池設(shè)計具有高固有遷移率的電荷傳輸層提供了一種通用且實用的方法。
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