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近日，福建物構所高鵬課題組開發(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)調節(jié)和電荷載流子動力學。當作為空穴選擇層（HSL）應用于鈣鈦礦太陽能電池和鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池（P/S-TSCs）時，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，有利于與鈣鈦礦薄膜實現(xiàn)最佳能級對齊。利用這種策略，在優(yōu)化后的寬帶隙（1.68 eV）鈣鈦礦太陽能電池實現(xiàn)了令人印象深刻的 21.86% 的光電轉換效率 (PCE)，滯后現(xiàn)象幾乎可以忽略不計。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。值得注意的是，基于溶液加工的微米級紋理硅異質結 (SHJ) 太陽能電池，制備的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池實現(xiàn)了 28.89% 的效率，同時保持了出色的可重復性。這一策略為開發(fā)芳香族連接基團以提高 SAM 的空穴選擇性帶來了重大希望。

總的來說，這項工作重點強調了在高效空穴萃取 Ar-SAM 的分子設計中選擇芳香族連接基團和連接方向的重要性，通過戰(zhàn)略性地選擇合適的連接基團構建 Ar-SAM，為后續(xù)開發(fā)高效穩(wěn)定的 P/S-TSC 鋪平了道路。

高鵬 研究員

中國科學院福建物構所

高鵬，中國科學院福建物質結構研究所研究員，博士生導師。于 2010 年畢業(yè)于德國馬普高分子研究所并獲得化學博士學位。2011-2015 年于洛桑聯(lián)邦理工學院從事博士后工作，專注于近紅外吸收染料及雜化鈣鈦礦材料設計合成。

2017 年 1 月籌建先進功能材料實驗室（LAFM），擔任研究員和課題組長，專注于用化學手段與稀土元素相結合制備新型半導體材料并應用于能源轉換器件。持續(xù)獲得廈門市雙百人才計劃，福建省百人計劃等人才項目資助。累計發(fā)表 SCI 期刊原創(chuàng)性論文與綜述 240 多篇，受邀撰寫書章節(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. 等權威期刊，多篇論文被選為期刊封面或熱點論文。截止目前根據(jù) google scholar 統(tǒng)計，個人 SCI H-index 為 77，文章總引用 43000 余次。2018 年-2024 年連續(xù)七年獲評 Clarivate Analytics 全球交叉學科領域“高被引科學家”。

先進功能材料實驗室（LAFM）長期招聘有科研熱情和半導體材料合成表征經驗（太陽電池，晶體管，熱電等）的博士后，有儀器搭建經驗者優(yōu)先。課題組的信條是“探索未知，突破極限，藝術科學”。

課題組網頁：https://www.x-mol.com/groups/gao peng

聯(lián)系郵箱：peng.gao@fjirsm.ac.cn