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本網(wǎng)訊（通訊員 華雪 記者 劉時玉）日前，華東理工大學(xué)吳永真教授、朱為宏教授團隊與合作者在有機空穴傳輸材料領(lǐng)域取得了最新研究成果，創(chuàng)新引入氰基膦酸單元，發(fā)展雙親性小分子空穴傳輸材料，通過動態(tài)自組裝構(gòu)筑有序、超薄、表面超浸潤層，一石二鳥完美解決了器件應(yīng)用中載流子輸運和界面缺陷控制兩大難題。國際頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》“Science”在線進行了報道。

據(jù)介紹，這是華理朱為宏教授團隊繼發(fā)表Nature（Nature, 2022, 604, 72–79）后取得的又一重大突破，也是華東理工大學(xué)首次以第一通訊單位在Science期刊上發(fā)表的研究性論文。

“雙親性”小分子空穴傳輸材料動態(tài)組裝“雙層”膜結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)表面超浸潤、大面積制備與器件界面缺陷控制

有機空穴傳輸材料作為一類重要的有機半導(dǎo)體材料，已經(jīng)在靜電復(fù)印、激光打印和有機發(fā)光二極管等領(lǐng)域取得了大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用，同時也在新型光伏技術(shù)中發(fā)揮著重要作用。但在光電器件應(yīng)用中有機空穴傳輸材料仍面臨諸多問題，其中最突出的問題是其低遷移率特性限制電荷輸運性能。

針對低遷移率材料的電荷輸運瓶頸問題，領(lǐng)域內(nèi)主要通過引入“化學(xué)摻雜”提升薄膜電導(dǎo)率，但其過程復(fù)雜，制備難度高、重現(xiàn)性差，且不利于器件的長期穩(wěn)定性。該研究團隊經(jīng)過長期研究積累和大量實驗探索，創(chuàng)新提出錨定自組裝策略，有效解決載流子輸運和界面缺陷控制兩大難題。

解決載流子輸運和界面缺陷難題，突破反式鈣鈦礦太陽電池認證效率紀錄：研究人員所發(fā)展的新型小分子空穴傳輸材料具有可錨定、易溶解、易加工、超浸潤等多項優(yōu)點。基于該新型有機空穴傳輸材料制備的反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽電池在第三方機構(gòu)的認證效率達到25.39%，為目前該類太陽電池的最高認證效率。需指出的是，該類材料不僅適合于鈣鈦礦電池，還可用于有機聚合物太陽電池，具有很好的通用性，目前已申請中國發(fā)明專利（申請?zhí)枺?02210922068.X）。

新型有機空穴傳輸材料提升太陽電池器件性能

華東理工大學(xué)博士生張碩和葉方圓、吉林大學(xué)博士生王嘯宇以及華中科技大學(xué)陳銳博士為論文共同第一作者，華東理工大學(xué)吳永真教授和朱為宏教授、波茨坦大學(xué)Martin Stolterfoht博士、吉林大學(xué)張立軍教授、華中科技大學(xué)陳煒教授為論文共同通訊作者。研究工作得到了田禾院士和韓禮元教授的悉心指導(dǎo)，上海科技大學(xué)寧志軍教授、中科院化學(xué)所林禹澤研究員和上海交通大學(xué)王言博助理教授在材料表征方面給予了大力支持。該研究工作還得到了國家自然科學(xué)基金、教育部材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)前沿科學(xué)中心、上海市科技重大專項、上海市基礎(chǔ)研究特區(qū)、費林加諾貝爾獎科學(xué)家聯(lián)合研究中心等項目資助。

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