2PACz（2-(9H-咔唑-9-基)乙基膦酸）是一種含咔唑結(jié)構(gòu)的膦酸類有機化合物，化學(xué)式為C??H??NO?P，分子量為275.24。它是一種具有大π共軛體系與柔性烷基鏈的有機化合物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約120℃，熱分解溫度高于400℃，熱穩(wěn)定性優(yōu)異。其分子結(jié)構(gòu)由咔唑環(huán)、乙基鏈和膦酸基團組成，具有良好的電子傳輸性能和界面修飾能力。它在溶劑（如乙醇）中形成單分子層后，可通過磷酸基與ITO（氧化銦錫）? 表面形成強的Ti-O-P鍵，實現(xiàn)化學(xué)錨定；工作函數(shù)高（≈?4.9?eV），能夠有效提升ITO與鈣鈦礦活性層之間的能級匹配。
應(yīng)用領(lǐng)域
1、鈣鈦礦太陽能電池
2PACz常作為空穴傳輸層材料或界面修飾劑，用于提升鈣鈦礦太陽能電池的性能。它能有效促進空穴提取與傳輸，降低界面電阻，提高器件的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE），并增強穩(wěn)定性。例如，中山大學(xué)吳武強教授團隊通過在鈣鈦礦/空穴傳輸層界面引入2PACz，顯著提升了器件的效率和熱穩(wěn)定性。
2、有機太陽能電池
2PACz也可應(yīng)用于有機太陽能電池中，作為界面層或添加劑，優(yōu)化電荷傳輸和界面接觸，提升器件的光電性能。如2020年研究中，2PACz在有機太陽能電池體系中表現(xiàn)出優(yōu)于傳統(tǒng)PEDOT:PSS的空穴傳輸性能。與肉豆蔻酸（MA）復(fù)合使用時，MA能改善空穴傳輸層與疏水性活性層的相容性，并填充2PACz層留下的缺陷，減少界面處的非輻射復(fù)合，促進電荷的高效傳輸與提取，提高有機太陽能電池的效率和穩(wěn)定性。
3、鈣鈦礦/硅基疊層電池
在鈣鈦礦/硅基疊層太陽能電池中，2PACz可作為復(fù)合空穴傳輸層的組成部分，改善界面能級匹配和電荷傳輸，提高疊層電池的效率和穩(wěn)定性。例如，通過設(shè)計NIOX/2PACZ復(fù)合空穴傳輸層，實現(xiàn)了鈣鈦礦/硅基疊層電池效率的提升。
4、材料科學(xué)研究
2PACz的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能使其成為研究有機-無機界面相互作用、電荷傳輸機制以及材料穩(wěn)定性的重要模型材料。研究人員通過對其在不同條件下的性能研究，探索如何優(yōu)化鈣鈦礦電池的制備工藝和材料設(shè)計。
總結(jié)
2PACz作為一種高性能的有機光電材料，在鈣鈦礦太陽能電池及相關(guān)領(lǐng)域展現(xiàn)出重要應(yīng)用價值，尤其在提升器件效率、穩(wěn)定性和界面性能方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著研究的深入，其應(yīng)用范圍有望進一步拓展至其他光電領(lǐng)域。
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