最大化分子添加剂与钙钛矿之间的结合亲和力对于器件的长期稳定性至关重要,然而,分子构型如何影响其与钙钛矿的相互作用尚待深入研究。鉴于此,2026年6月24日陕西师范大学Lu Zhang&刘生忠&中科院长春光学精密机械与物理研究所Yuanhao Gong于AEM刊发手性分子构型介导的钙钛矿结晶用于高性能太阳能电池的研究成果,本研究报道了一种手性立体锚定策略,通过立体化学分子设计来调控 FAPbI3钙钛矿的胶体结晶过程。研究引入了一对对映异构体添加剂——(R)-4-(吡咯烷-3-基)硫代吗啉-1,1-二氧化物二盐酸盐(即 (R)-Pye 和 (S)-Pye)——作为手性选择性结晶调节剂。得益于更优越的空间可及性,(R)-Pye在钙钛矿表面呈现出比(S)-Pye更有利的吸附几何构型,从而实现了更高的结合能(9.45 eV对7.33 eV)以及更高的碘空位形成能(4.56 eV对2.46 eV)。这种增强的相互作用优化了成核动力学并促进了有序晶体生长,进而获得了缺陷密度降低、结晶度提升的高质量钙钛矿薄膜。最终,经(R)-Pye处理的器件实现了26.13%的卓越光电转换效率和1.20 V的开路电压。此外,该器件表现出优异的工作稳定性,在连续最大功率点追踪(MPPT)550小时后,仍能保持初始效率的94.8%。本研究强调了立体化学构型是调控分子级相互作用与结晶路径的关键因素,为钙钛矿太阳能电池的结晶控制开辟了新途径。
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