Ph?2PACz(全稱?[2?(7H?二苯并咔唑?7?基)乙基]磷酸),CAS?2882156?61?6,分子式?C??H??NO?P,分子量375.36。它屬于咔唑基磷酸酯自組裝單分子層(SAM)材料,結(jié)構(gòu)上由一個擴展的二苯并咔唑骨架、乙基鏈以及磷酸錨基組成,能夠在氧化金屬氧化物(如ITO、FTO)表面形成致密、取向良好的單分子層。分子本身對可見光吸收很弱,不會影響器件的光吸收,能平整化電極表面,減少缺陷,改善與上層活性材料的接觸。
主要應(yīng)用領(lǐng)域:
Ph-2PACz最主要的應(yīng)用集中在新一代光伏器件和光電子器件中,特別是在鈣鈦礦太陽能電池領(lǐng)域取得了巨大成功。
1、鈣鈦礦太陽能電池
Ph-2PACz可作為空穴選擇層(HSL)材料,解決鈣鈦礦電池長期面臨的界面復(fù)合難題,提升電池效率和穩(wěn)定性。如在1.67eV帶隙的鈣鈦礦太陽能電池中,使用Ph-2PACz可使頂電池效率達21.3%,填充因子高達82.6%。當(dāng)與晶硅底電池結(jié)合時,疊層電池效率可飆升至28.9%。封裝后的疊層電池在85℃/85% RH濕熱條件下持續(xù)運行280小時,性能損失可忽略不計,通過IEC 61215標準熱循環(huán)測試(-40℃至85℃間200次循環(huán)),可保留初始效率的98.8%。
2、有機太陽能電池:在非富勒烯有機太陽能電池中,Ph-2PACz可作為空穴傳輸層,其能級與Y6受體匹配度高,能快速將空穴從活性層傳輸至電極,減少界面電荷積累。例如在PTB7-Th/Y6體系有機太陽能電池中,將Ph-2PACz作為空穴傳輸層替代傳統(tǒng)材料,器件光電轉(zhuǎn)換效率可從15.6%提升至17.1%,填充因子從75%升至80%。
3、鈣鈦礦發(fā)光二極管(PeLED):Ph-2PACz作為空穴傳輸層,能平衡載流子注入速率,減少發(fā)光層的激子淬滅,延長器件壽命。如某團隊制備的紅光PeLED,經(jīng)Ph-2PACz修飾后,最大外量子效率從18%提升至21%,亮度突破8000 cd/m2。
4、有機場效應(yīng)晶體管(OFET):Ph-2PACz憑借良好的薄膜柔韌性與電荷傳輸性能,成為柔性有機場效應(yīng)晶體管領(lǐng)域的潛力材料。在PI柔性基底上制備Ph-2PACz基OFET,器件開關(guān)比達10?,空穴遷移率穩(wěn)定在0.3 cm2/(V·s),即使在彎曲半徑10 mm、反復(fù)彎曲500次后,遷移率仍能保留初始值的85%。
Ph?2PACz是一種結(jié)構(gòu)化的咔唑基磷酸酯SAM,憑借其可在透明導(dǎo)電氧化物上形成致密、取向良好的單分子層,已在高效、穩(wěn)定的鈣鈦礦/有機光伏器件以及柔性電子器件中得到廣泛應(yīng)用,成為當(dāng)前光伏材料研發(fā)的熱點之一。
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