近日，化工学院青年教师蒋晓庆副教授与中科院青岛生物能源所逄淑平研究员、中科院大连化物所郭鑫研究员等研究人员合作，将羰基添加剂的分子偶极子工程用于制备高效稳定钙钛矿太阳能电池。
羰基功能材料作为添加剂，在调节钙钛矿晶粒生长和降低钙钛矿薄膜缺陷密度方面展示出独特的优势，添加剂工程已经成为制备高效稳定钙钛矿太阳能电池器件的有效策略。然而，羰基钝化剂化学结构性质与对钙钛矿薄膜的缺陷钝化效果之间的构效关系尚未完全阐明，导致研究人员在选择羰基添加剂方面具有一定的盲目性，亟需深入揭示影响羰基添加剂性能的关键因素。
该工作系统地选取了一系列具有单羰基基团和大π电子共轭体系结构的羰基添加剂分子，经详细研究发现：高偶极性的羰基钝化剂在减少了钙钛矿薄膜缺陷、改善了钙钛矿层与空穴传输层之间的界面接触、增强器件光电转化效率和长期稳定性方面占有相对优势，揭示分子偶极子越强，越有利于增强羰基添加剂的钝化效果。在此基础上选择相对高偶极子性的添加剂，构筑效率为23.20%的正式钙钛矿太阳能电池，制作的大面积钙钛矿模块（14 cm2）的效率高达20.18%。该工作揭示分子偶极子对有机添加剂分子作用效果的重要性，为未来设计制备高效稳定的钙钛矿太阳能电池器件的新型有机添加剂提供新的有力依据。
蒋晓庆副教授近年来在新型钙钛矿太阳能电池晶体调控及其新型有机空穴传输材料的研究方面进行深入系统的研究：揭示有机功能材料缺陷钝化新机制（Joule 2022, 6, 1-17；Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202115663）；提出制备新型空穴传输材料新方法（Adv. Energy Mater. 2019, 9, 1803287，J. Mater. Chem. A 2020, 8, 21036-21043）；构筑新型2D-3D钙钛矿电池新策略（Nano Energy 2020, 75, 104892，Nano Energy 2021, 90, 106521，Adv. Funct. Mater. 2022, 2204642）。
青岛科技大学化工学院硕士研究生杨广越与中科院青岛生物能源所博士研究生张秉乾为文章的共同一作，蒋晓庆副教授、周忠敏教授、刘仕伟教授和逄淑平研究员为共同通讯作者，青岛科技大学为第一通讯单位。该工作得到我校于世涛教授的精心指导和悉心帮助；以及国家自然科学基金、山东省泰山学者工程和山东省博新计划等项目的支持。
相关研究成果“Molecular Dipole Engineering of Carbonyl Additives for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells”近期在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition（影响因子：16.823）发表。
文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202302462
