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純碘化物FA基鈣鈦礦是極具前景的光伏（PV）吸光材料之一。然而，FA基鈣鈦礦中的高密度表面缺陷和不穩(wěn)定的有機(jī)成分不僅降低了效率，還損害了操作穩(wěn)定性。近日，浙江大學(xué)王勇、蘇州大學(xué)寧為華報(bào)道了一種合理的分子設(shè)計(jì)策略，以優(yōu)化吡嗪基鈍化分子的電子結(jié)構(gòu)和空間位阻，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的FA基鈣鈦礦PV。

本文要點(diǎn)：

1) 理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，吡嗪可以有效鈍化正電荷缺陷，盡管其功效受到低電子云密度和空間位阻不足的限制。在吡嗪環(huán)中引入甲基可以有效地微調(diào)鈍化分子的電子結(jié)構(gòu)和空間性質(zhì)。

2) 吡嗪上的氫原子被三甲基完全取代，實(shí)現(xiàn)了電子調(diào)制和空間效應(yīng)之間的最佳平衡。優(yōu)化的吡嗪基鈍化分子通過(guò)增強(qiáng)吡嗪環(huán)和鈣鈦礦之間的結(jié)合親和力，同時(shí)通過(guò)加強(qiáng)氫鍵穩(wěn)定FA⁺陽(yáng)離子，顯著提高了缺陷鈍化效果。最后，優(yōu)化的FA基器件實(shí)現(xiàn)了25.93%的效率，在25°C的氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行1000小時(shí)的最大功率點(diǎn)測(cè)試后，未封裝器件保持了94%的初始效率。

參考文獻(xiàn)：

Yehui Wen et.al Rational Design of Molecular Passivator to Mitigate Surface Defects and Stabilize Organic Cation in Perovskite Photovoltaics Adv. Energy Mater. 2025

DOI: 10.1002/aenm.202500389

https://doi.org/10.1002/aenm.202500389