近日，我校发光材料与信息显示研究院、幸运pk10快艇谢立强教授、魏展画教授团队和幸运pk10快艇罗小燕教授团队在国际期刊Advanced Functional Materials上发表了题为“Bilayered Molecular Bridge Mediated by π–π Stacking for Improved Interfacial Charge Transport in Perovskite Solar Cells”的文章。
Advanced Functional Materials是Wiley出版社旗下的学术期刊（2024影响因子:18.5），在新型功能材料领域具有重要影响力。
钙钛矿太阳能电池界面的非辐射复合严重影响器件的电荷传输性能。在传统的通过分子桥修饰的SnO2/钙钛矿界面中，一端吸附在电子传输层（ETL）上，另一端与钙钛矿结合的分子桥可以有效地钝化SnO2/钙钛矿界面处的缺陷。然而，单层分子桥通常会与不理想的双层分子共存，它们之间会留下范德华间隙。电荷传输只能通过隧穿效应穿过分子层之间的间隙，这需要正向电压偏置，并导致电荷传输效率受到限制。
针对上述问题，该工作提出了构建双层分子桥的策略，设计并合成了一种1,3-二苄基-2-苯基咪唑氯化物（DPhImCl），其具有多个芳香侧链，可通过π-π堆积形成双层界面分子桥。研究表明，DPhIm+通过咪唑环吸附在SnO2和钙钛矿表面，而分别吸附在SnO2和钙钛矿上的两层DPhIm+通过侧链苯环的π-π堆积相互作用，在SnO2/钙钛矿界面形成双层分子桥。这种π-π相互作用促进了分子层的有序堆积，并为电子传输创造了跳跃通道，从而提高了界面电荷传输效率。这种双层分子桥排列显著增强了DPhImCl在界面处的钝化效果，并提高了器件的稳定性。最终，n-i-p型钙钛矿太阳能电池实现了25.90%（认证效率为25.27%）的优异器件效率。具有双层分子桥的器件还表现出出色的运行稳定性，其T90寿命超过1101小时。该工作提出了一种通过π-π堆积介导的双层分子桥设计新思路，以改善钙钛矿太阳能电池中的界面电荷传输性能。
该研究工作是在罗小燕教授、谢立强教授和魏展画教授的指导下完成的，我校2022级博士研究生郑玲芳是该论文的第一作者，研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金及华侨大学科研基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202424464
（初审：尤慧君，复审：谢立强，终审：蔡浩）
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