具有大 π 骨架的芳香族鈍化劑(如卟啉)已引起人們的廣泛關(guān)注,以提高多晶鈣鈦礦薄膜中的電荷載流子,從而制造高效穩(wěn)定的鈣鈦礦太陽能電池。然而,它們經(jīng)常自組裝成超分子,可能影響鈣鈦礦晶界的電荷轉(zhuǎn)移過程。鑒于此,2022年1月11日蘭州大學(xué)曹靖團(tuán)隊于Angew刊發(fā)銅卟啉可改善鈣鈦礦顆粒之間的電荷傳輸將鈣鈦礦太陽能電池效率提高至24%以上的研究成果。在這里,通過將單胺銅卟啉摻雜到鈣鈦礦薄膜中,成功地在鈣鈦礦晶粒之間制備了兩種基于卟啉的自組裝超分子。晶體結(jié)構(gòu)和理論分析揭示了胺單元與其中一個超分子中相鄰卟啉的中心Cu離子之間存在更強的相互作用。卟啉超分子可以穩(wěn)定鈣鈦礦晶界,大大提高鈣鈦礦太陽能電池的穩(wěn)定性,而具有同質(zhì)大極化子特征的超分子促進(jìn)空穴在鈣鈦礦晶粒間的傳輸,顯著提高電池性能至24.2%。這項工作首次證明了調(diào)節(jié)芳香族鈍化劑的分子間相互作用以產(chǎn)生同質(zhì)大極化子對于鈣鈦礦晶粒之間電荷傳輸?shù)募壜?lián)加速至關(guān)重要。
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