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華僑大學(xué)魏展畫AFM：通過π-π堆疊調(diào)控雙層分子橋提高PSCs中的界面電荷傳輸

發(fā)表時間：2025-02-19 11:21

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主要內(nèi)容：

這種分子橋一端連接電子傳輸層（ETL），另一端連接鈣鈦礦，可以有效修復(fù)兩者之間的缺陷。不過，單層分子橋常常會和不想要的雙層分子一起存在，它們之間有Van der Waals gap（范德華間隙）。電荷要通過這個間隙只能靠隧道效應(yīng)，這需要正向電壓，且導(dǎo)致電荷傳輸效率不高。

為了解決這個問題，華僑大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院魏展畫教授和謝立強教授帶領(lǐng)其團隊提出設(shè)計并合成了一個叫1,3-dibenzyl-2-phenylimidazolium chloride（DPhImCl）的新材料，它有很多芳香族側(cè)鏈，可以通過π-π堆積形成雙層界面分子橋。研究發(fā)現(xiàn)，DPhIm能牢牢吸附在SnO?2和鈣鈦礦表面，兩層DPhIm通過苯環(huán)的π-π堆疊相互作用，在SnO?2和鈣鈦礦之間形成穩(wěn)定的雙層分子橋。這種π-π相互作用讓分子層有序排列，為電子傳輸提供了跳躍通道，提高了電荷轉(zhuǎn)移效率。因此，n-i-p型鈣鈦礦太陽能電池的效率達到了25.90%（認證值為25.27%），并且能在 T??條件下穩(wěn)定運行超過1101小時。

文獻信息：

Bilayered Molecular Bridge Mediated by π–π Stacking for Improved Interfacial Charge Transport in Perovskite Solar Cells

Lingfang Zheng, Xiaoyan Luo, Xiaguang Zhang, Yu Huang, Lina Shen, Fangyao Li, Jinxin Yang, Chengbo Tian, Liqiang Xie, Zhanhua Wei

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202424464