钙钛矿太阳能电池（PSCs）展现出令人瞩目的光电转换效率（PCE），但其稳定性仍不足以满足工业化商业需求，主要归因于钙钛矿材料中固有的缺陷和卤素离子迁移。
为解决这一问题，香港理工大学殷骏、天津师范大学李春举和阿卜杜拉国王科技大学Osman M. Bakr等人开发了一种新型电子缺陷型 biphen[n]arene 大环分子 NBP[2]，通过单体 2,2″,4,4″-四甲氧基-4′,6′-二硝基-1,1′,3′,1″-三联苯（NP）与多聚甲醛缩合合成。将该大环分子通过反溶剂注入法引入钙钛矿薄膜中，可调控钙钛矿结晶过程并抑制卤素阴离子迁移。此外，NBP[2] 可通过路易斯酸碱作用和阳离子-π 作用与未配位的卤素离子和 Pb²⁺ 结合，减少本征缺陷。
最终，基于 NBP[2] 的 PSCs 实现了 25.38% 的 PCE（对照组为 23.89%），并在室温 N₂ 气氛下 1 太阳光照射下进行 1000 小时最大功率点跟踪后仍保持 95.8% 的初始效率。
文章亮点：
- “软-软”相互作用调控异质结形成：利用DMS作为软路易斯碱，与钙钛矿表面的软酸Pb²⁺发生强相互作用，有效延缓低维相形成动力学，提升界面相纯度和覆盖均匀性。
- 高效且稳定的器件性能：实现最高26.70%（认证26.48%）的能量转换效率，并在连续光照2000小时后仍保持94%以上的初始效率，显著提升器件稳定性。
- 广泛适用性与高重复性：该策略在多种钙钛矿组分（如CsFAMA、FA基等）和有机配体（如3F-PEAI、PEAI等）中均有效，器件制备重复性高，标准差低至0.26。
Tailored Electron-Deficient Macrocycles Guiding the Perovskite Crystallization Process for Solar Cells
Jianfeng Qiu, Hongwei Zhu, Bingyao Shao, Yating Shi, Siyuan Xu, Mutalifu Abulikemu, Jiang Liu, Zhe Zheng, Aqil Jamal, Hamad A. Alsaiari, Sarah Aqeel, Issam Gereige, Fei Zhang, Jun Yin, Chunju Li, and Osman M. Bakr
Journal of the American Chemical Society Article ASAP
DOI: 10.1021/jacs.5c15639
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c15639
