最近，在中國科學(xué)院先導專(zhuān)項和國家自然科學(xué)基金委支持下，中科院化學(xué)研究所光化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室研究員鐘羽武和分子納米結構與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室研究員胡勁松合作，發(fā)展了一類(lèi)低成本、易制備二維共軛有機小分子空穴傳輸材料OMe-***yr，將其應用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，取得平均20%的能量轉化效率。

 

　　科研人員通過(guò)四步簡(jiǎn)單有機轉化，以26%總產(chǎn)率、克級規模制備OMe-***yr，現階段實(shí)驗室成本約為50美元/克，比spiro-OmetaD成本降低一半以上，并可進(jìn)一步優(yōu)化合成步驟和降低成本。OMe-***yr在常用有機溶劑中溶解性好，并具有較好的成膜性能。熱穩定性測試表明，化合物OMe-***yr具有良好的熱穩定性，適用于制備高穩定性的光電器件。電化學(xué)和光譜研究表明，該空穴傳輸材料能級與三元鈣鈦礦Cs0.05FA0.81MA0.14PbI2.55Br0.45(CsMAFA)能級相匹配?；衔颫Me-***yr中噻吩基團的引入，增強了分子的電子離域范圍，穩定了HOMO能級，更有利于空穴的注入。另外，由于OMe-***yr中的S原子與鈣鈦礦中的Pb之間存在一定Pb-S相互作用，可以鈍化鈣鈦礦晶體中的表面缺陷。噻吩基團的引入可以提高載流子的傳輸能力并抑制界面復合，提高器件效率和削弱遲滯效應?；贠Me-***yr的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的能量轉化效率可達20.6%，平均能量轉化效率為20.0%。未封裝的器件在放置60天之后還維持了92%的初始效率?；衔颫Me-***yr是目前少數幾個(gè)已報道的能量轉化效率超過(guò)20%的空穴傳輸有機小分子，具有較好的應用前景。相關(guān)工作近期發(fā)表于A(yíng)ngew.Chem.Int.Ed.2018,57,10959上，并被Sci.China Chem.（DOI：10.1007/s11426-018-9331-y）亮點(diǎn)報道。相關(guān)成果已申請中國專(zhuān)利（專(zhuān)利申請號：201810185852.0）。