ACS Energy Letters | 甬江实验室郭子豪 华南理工严克友：氧杂蒽酮的拓扑工程作为空穴导体用于高效稳定空气制备的钙钛矿太阳能电池

背景：空穴传输材料(HTM)的性能突破依赖于电子特性与结构化学性质的协同作用，但当前主流设计策略通常将二者视为独立维度，未能充分利用协同潜力。研究目的：本研究通过拓扑工程，在氧杂蒽酮(XT)单元中嵌入极性羰基，设计合成新型空穴传输分子ZW1-ZW3，系统研究连接位点(2,7-位 vs. 3,6-位)对分子电子特性和结构性质的影响，以提升钙钛矿太阳能电池(PSC)的性能和稳定性。结论：研究发现，3,6-位连接的ZW3分子呈现羽毛球状几何构型，具有匹配的能级排列、增强的缺陷钝化能力和优选的边缘朝上(edge-on)堆积取向。基于ZW3的器件在空气环境中实现了高达25.1%的光电转换效率(PCE)，未封装器件在最大功率点下运行1000小时后仍保持初始效率的84.7%，T80寿命达1380小时。该工作通过调控构建模块提供了一种有效的分子设计策略，揭示了界面相互作用的化学机制，为设计高性能PSC的有机半导体材料确立了明确思路。