UCLA楊陽等Science：利用共軛有機陽離子實現光伏鈣鈦礦能帶邊緣態的可重構

引言

一般化學結構為ABX3 的金屬鹵化鈣鈦礦的能帶邊緣(A，通常為一價有機陽離子;B，二價陽離子;X是鹵化物陰離子)主要由B和X的軌道組成。因此，無機B-X框架的結構和組成類型主要負責調節其電子性質，而A位陽離子被認為只有助于穩定晶格，而不是直接對近邊緣態有貢獻。相反，不同的A位陽離子尺寸可以通過引起無機B-X骨架結構變形，如單位體積變化、八面體變形和降維等間接效應。

UCLA楊陽教授，國家可再生能源實驗室Matthew C. Beard教授以及托萊多大學鄢炎發教授（共同通訊）等人在Science上報道了一種影響鈣鈦礦邊界軌道的A位陽離子的電子態的π共軛誘導擴展，并直接影響雜化鈣鈦礦的前線軌道。具有較大π共軛結構的陽離子可以與無機前線分子軌道相互作，具有較大π共軛結構的陽離子可以與無機前線分子軌道相互作用。與參考無機鈣鈦礦相比，具有最佳嵌入距離的芘乙基銨表面層提高了空穴遷移率和功率轉換效率，并提高了器件的穩定性。該論文第一作者為美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）薛晶晶博士，王睿博士和美國可再生能源國家實驗室(NREL)陳熹翰博士。

圖文導讀

圖1、共軛a位陽離子的電子貢獻的表面代表結構

圖2、共軛銨與鈣鈦礦骨架之間的相互作用模式

圖3、共軛銨的插層構型

圖4、載流子動力學變化與光伏響應的研究

文獻鏈接：“Reconfiguring the band-edge states of photovoltaic perovskites by conjugated organic cations”（Science，2021，DOI：10.1126/science.abd4860）

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