肖娟定&蒋晓庆&逄淑平Angew：揭示分子柔韧性在增强吡啶基缺陷钝化以实现高效稳定钙钛矿太阳能电池中的作用

来源：知光谷发布时间：2025-12-22 09:33:25

通过对钙钛矿/C₆₀界面进行分子调控以减少缺陷密度，对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而，取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。

本文安徽大学肖娟定、青岛科技大学蒋晓庆和中国科学院大学逄淑平等人设计了两类结构相似但中心取代基不同的吡啶基分子：具有柔性烷基链的 1,2-双（4-吡啶基）乙烷（2PYET）和具有刚性苯环核心的 1,4-双（4-吡啶基）苯（2PYBEN），以阐明分子柔韧性在钙钛矿表面钝化中的作用。研究发现，柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度，从而提升了其钝化能力，同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。

因此，经 2PYET 修饰的器件在 0.09 cm² 面积上实现了 26.03% 的冠军效率，在 1.0 cm² 大面积器件上效率达 24.45%，并展现出优异的操作稳定性。

研究亮点：

柔性分子增强钝化能力：理论计算与实验表明，柔性分子 2PYET 比刚性分子 2PYBEN 具有更高的电子云密度和更强的 Pb²⁺ 配位能力，显著提升了缺陷钝化效果。
抑制分子聚集，改善界面均匀性：柔性链结构减弱了分子间相互作用，抑制了聚集行为，使钝化分子在钙钛矿表面分布更均匀，形成更有序的界面层。
高效率与高稳定性兼具：2PYET 修饰的器件实现了 26.03% 的高效率，大面积器件效率达 24.45%，并在连续光照 1000 小时后仍保持 90% 以上的初始效率，表现出优异的操作稳定性。