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近日，福建物構(gòu)所高鵬課題組開(kāi)發(fā)了一系列基于吩噻嗪的芳香自組裝分子層（Ar-SAMs），以研究不同的芳香族連接物如何影響分子堆疊、基底功函數(shù)調(diào)節(jié)和電荷載流子動(dòng)力學(xué)。當(dāng)作為空穴選擇層（HSL）應(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池和鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池（P/S-TSCs）時(shí)，發(fā)現(xiàn)沿 2,6 位軸向的萘連接（β-Nap）Ar-SAM 可以形成致密且高度有序的空穴選擇層，界面相互作用增強(qiáng)，有利于與鈣鈦礦薄膜實(shí)現(xiàn)最佳能級(jí)對(duì)齊。利用這種策略，在優(yōu)化后的寬帶隙（1.68 eV）鈣鈦礦太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了令人印象深刻的 21.86% 的光電轉(zhuǎn)換效率 (PCE)，滯后現(xiàn)象幾乎可以忽略不計(jì)。此外，封裝器件在濕熱條件（ISOS-D-2，50% RH，65°C）下表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性，T₉₁為 1000 小時(shí)。值得注意的是，基于溶液加工的微米級(jí)紋理硅異質(zhì)結(jié) (SHJ) 太陽(yáng)能電池，制備的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了 28.89% 的效率，同時(shí)保持了出色的可重復(fù)性。這一策略為開(kāi)發(fā)芳香族連接基團(tuán)以提高 SAM 的空穴選擇性帶來(lái)了重大希望。

總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)工作重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了在高效空穴萃取 Ar-SAM 的分子設(shè)計(jì)中選擇芳香族連接基團(tuán)和連接方向的重要性，通過(guò)戰(zhàn)略性地選擇合適的連接基團(tuán)構(gòu)建 Ar-SAM，為后續(xù)開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的 P/S-TSC 鋪平了道路。

高鵬 研究員

中國(guó)科學(xué)院福建物構(gòu)所

高鵬，中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研究員，博士生導(dǎo)師。于 2010 年畢業(yè)于德國(guó)馬普高分子研究所并獲得化學(xué)博士學(xué)位。2011-2015 年于洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院從事博士后工作，專(zhuān)注于近紅外吸收染料及雜化鈣鈦礦材料設(shè)計(jì)合成。

2017 年 1 月籌建先進(jìn)功能材料實(shí)驗(yàn)室（LAFM），擔(dān)任研究員和課題組長(zhǎng)，專(zhuān)注于用化學(xué)手段與稀土元素相結(jié)合制備新型半導(dǎo)體材料并應(yīng)用于能源轉(zhuǎn)換器件。持續(xù)獲得廈門(mén)市雙百人才計(jì)劃，福建省百人計(jì)劃等人才項(xiàng)目資助。累計(jì)發(fā)表 SCI 期刊原創(chuàng)性論文與綜述 240 多篇，受邀撰寫(xiě)書(shū)章節(jié) 6 部。其中部分研究成果以第一/通訊作者身份發(fā)表在Joule、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Adv. Energy Mater.、Chem. Mater.、Nature Commun. 等權(quán)威期刊，多篇論文被選為期刊封面或熱點(diǎn)論文。截止目前根據(jù) google scholar 統(tǒng)計(jì)，個(gè)人 SCI H-index 為 77，文章總引用 43000 余次。2018 年-2024 年連續(xù)七年獲評(píng) Clarivate Analytics 全球交叉學(xué)科領(lǐng)域“高被引科學(xué)家”。

先進(jìn)功能材料實(shí)驗(yàn)室（LAFM）長(zhǎng)期招聘有科研熱情和半導(dǎo)體材料合成表征經(jīng)驗(yàn)（太陽(yáng)電池，晶體管，熱電等）的博士后，有儀器搭建經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先。課題組的信條是“探索未知，突破極限，藝術(shù)科學(xué)”。

課題組網(wǎng)頁(yè)：https://www.x-mol.com/groups/gao peng

聯(lián)系郵箱：peng.gao@fjirsm.ac.cn