PCE 2666%！稠环电子受体FREAs赋能高效钙钛矿光伏器材

  现在，研讨者常选用多种化学性质丰厚的增加剂调控晶体生长并钝化缺点，以提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）的器材功率。但是，已报导增加剂品种冗杂，且缺少适用于多用途增加剂的牢靠分子规划渠道，导致不同研讨团队间试验重现性较差，严峻降低了高功能PSCs的可信度。为此，北京大学占肖卫和周欢萍等人提出一种依据稠环电子受体（FREAs）的通用、合理增加剂分子规划战略，旨在制备兼具高重现性与高功率的PSCs。

  该团队首先选用的FREAs是一类技能老练的分子规划渠道，具有分子结构易润饰、资料功能可调控的优势；一起，FREAs在有机光伏范畴的广泛适用性与重现性已得到全球科研界的公认。经过对FREAs进行模块化分子规划，团队发现：调控FREAs主链结构可优化钙钛矿薄膜的能级匹配，然后促进薄膜内电荷输运；规划FREAs侧链结构则能诱导钙钛矿薄膜构成具有适度晶格应力的褶皱描摹，按捺离子搬迁，然后提高器材稳定性。

  在此基础上，团队系统探求了FREAs的端基替代、稠环数量及侧链尺度对其与钙钛矿所构成复合系统功能的影响。依据成果得出：以含五稠环中心且端基无替代的FREAs构建的复合系统，因具有更优的能级匹配及有用的缺点钝化作用，能量丢失更低；而选用己基噻吩侧链的FREAs所构成的复合系统，得益于微晶体质量提高及褶皱状微观描摹的构成，展现出最佳薄膜质量。

  经过优化FREAs的分子结构规划，研讨团队合成了新式FREA（IDIC-Th），并构建了FREA-钙钛矿复合系统器材。依据IDIC-Th的p-i-n型PSCs光电转化功率（PCE）达26.66%（认证功率26.35%），显着高于未增加FREAs的参比器材（24.44%），且器材功能重现性杰出。此外，该器材在1个太阳光照强度下继续运转2150小时后，仍可坚持初始功率的92%，耐热性同步提高；而相同条件下未增加FREAs的参比器材，功率仅保存初始值的66%。

  本研讨初次清晰了FREAs分子结构与复合系统器材功能间的构效联系，有用同步提高了PSCs的功率与稳定性，为高功能PSCs供给了一种牢靠、通用的FREA基增加剂渠道。