Fluolab【JACS】芳香酮空间构象工程：高效稳定钙钛矿太阳能电池的突破
总结
研究通过调整芳香酮的空间扭转角度，显著提高了钙钛矿太阳能电池（PSCs）的缺陷钝化能力和光电性能。特别是，基于9-芴酮（FO）的PSCs在连续光照下表现出高达25.13%的光电转换效率（PCE）和优异的稳定性。 
摘要
本研究探讨了芳香酮的空间构象对其钝化能力和钙钛矿太阳能电池（PSCs）性能的影响。通过将不同扭转角度的芳香酮（如二苯甲酮BP、蒽酮AR和9-芴酮FO）引入钙钛矿薄膜，发现随着扭转角度的减小，芳香酮的电子云密度显著增加，从而增强了其与铅基缺陷的钝化能力。具体而言，FO基PSCs实现了25.13%的最高PCE，并在连续1000小时的1-sun光照下保持了92%的初始效率。此外，基于FO的钙钛矿小型模块（14.0 cm²）也表现出20.19%的PCE。这些发现揭示了芳香酮空间构象对钙钛矿薄膜缺陷钝化效果的影响，为高效稳定PSCs的分子设计提供了新的思路。 
研究结果分类展示
分子结构与电子分布
- 扭转角度：BP（27.2°）、AR（15.3°）、FO（0°）
- 电子云密度：FO（-0.488） > AR（-0.334） > BP（-0.234）
- 偶极矩：FO（4.3D） > AR（3.97D） > BP（3.56D）
缺陷钝化效果
- 结合能：FO（-1.43 eV） > AR（-1.35 eV） > BP（-1.32 eV）
- 缺陷类型：铅空位（V_Pb）、碘空位（V_I）、碘间隙（I_i）、碘-铅反位（I_Pb）、铅-碘反位（Pb_I）
- 电荷转移：FO表现出更高的电子密度转移，钝化效果最佳
光电性能
- PCE：FO（25.13%） > AR（24.12%） > BP（23.59%） > 对照组（22.39%）
- 小型模块PCE：FO（20.19%）
- 稳定性：FO基PSCs在1000小时光照下保持92%的初始效率
这项研究展示了通过调整芳香酮的空间构象来提高钙钛矿太阳能电池性能的巨大潜力，为未来的分子设计和材料开发提供了新的方向。详细信息可以在这里找到。