近期，南方科技大学理学院副院长、化学系教授许宗祥团队在钙钛矿领域取得一研究进展，与合作者在化学和材料、能源领域高水平期刊Nature Communications发表论文。
钙钛矿光伏技术以其高效率、低成本和优异的光吸收特性，在光伏领域取得了显著成果。超级电容器作为一种新型能量存储设备，具有充放电速度快、循环寿命长、环保等优点，广泛应用于能源存储与转换领域。电催化产氨技术则是一种绿色、可持续的氨合成方法，有望替代传统的哈柏-博世法，为化肥产业提供清洁能源解决方案。这三种新能源技术在提高能源利用效率、降低环境污染和促进可持续发展方面具有重要意义。
许宗祥课题组在近期研究工作中已设计、开发多个新型自组装(SAM)空穴传输材料并有效提升钙钛矿光伏器件效率和稳定性。进一步寻找新的 SAMs 设计方法是钙钛矿光伏领域的重要课题。近日，该课题组及合作团队报道了一种SAM空穴传输材料Bz-PhpPACz，该材料分子结构包含 π-扩展咔唑、亚苯基和磷酸基团，分别作为端基、连接基和锚定基团。这种π-扩展的共轭体系加强了SAM分子间的π-π相互作用，从而促进了Bz-PhpPACz分子的自组装过程，形成了具有亲水表面的有序双层结构。这一结构有效地钝化了钙钛矿器件底部的界面缺陷，并显著提高了界面的电荷提取与传输效率。在小面积(0.0715cm2)的器件中，效率达到了26.46%(认证效率26.39%)，并表现出卓越的稳定性。同时，在1cm2的大面积器件中，效率亦达到了25.57% (认证效率25.21%)，小组件效率达到22%以上，进一步证实了该材料在钙钛矿光伏领域中的应用潜力。
图 1. Bz-PhpPACz结构及钙钛矿器件性能
相关研究成果在Nature Communications上发表，许宗祥课题组原南科大-哈工大联培博士生曲歌平、硕士生张乐天，原南科大博士生乔颖为该论文的共同第一作者，共同通讯作者包括香港城市大学教授任广禹、南科大副教授陈熹翰和许宗祥。
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