具有大π共軛體系與柔性烷基鏈，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）約 120℃，熱分解溫度（Td）高于400℃，熱穩(wěn)定性優(yōu)異。分子結(jié)構(gòu)中雙胺基位點與甲氧基取代基形成協(xié)同作用，能快速提取鈣鈦礦層光生空穴，減少電荷在界面的堆積與復(fù)合。已證實該化合物比PEDOT:PSS等傳統(tǒng)空穴傳輸層的效率更高，因此是有機(jī)光伏電池的更優(yōu)選擇。
[2-(9H - 咔唑 - 9 - 基) 乙基] 膦酸（簡稱 2PACz）作為鈣鈦礦器件中的界面修飾劑或添加劑，核心優(yōu)勢體現(xiàn)在優(yōu)化結(jié)晶成膜、高效缺陷鈍化、提升電荷傳輸性能及增強(qiáng)器件穩(wěn)定性等方面，能顯著助力鈣鈦礦太陽能電池、發(fā)光二極管等器件性能升級，具體如下：
- 調(diào)控結(jié)晶過程，優(yōu)化鈣鈦礦薄膜質(zhì)量2PACz 常與其他添加劑協(xié)同作用調(diào)控鈣鈦礦前驅(qū)體的結(jié)晶動力學(xué)。它可有效剪切鈣鈦礦中邊共享的 Pb - I 八面體，加速 PbI?向 PbI??復(fù)合物轉(zhuǎn)變，促使前驅(qū)體中形成大尺寸膠體的預(yù)成核團(tuán)簇，加快形核速率；同時其官能團(tuán)與鈣鈦礦組分間的強(qiáng)相互作用，會延緩?fù)嘶痣A段的晶粒生長速率，形成 “快速形核 - 緩慢結(jié)晶” 的理想機(jī)制。采用該機(jī)制制備的鈣鈦礦薄膜晶粒尺寸可大幅增大（如雙添加劑體系下晶粒尺寸達(dá) 858 nm，遠(yuǎn)超對照組的 539 nm），表面粗糙度降低，晶界殘留雜質(zhì)減少，為器件高性能奠定結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
- 高效鈍化缺陷，抑制非輻射復(fù)合其分子結(jié)構(gòu)中的膦酸基團(tuán)可通過 P = O 與鈣鈦礦中的 Pb2?形成配位作用，能精準(zhǔn)靶向鈍化鈣鈦礦晶格中未飽和配位的鉛缺陷，大幅降低界面缺陷密度。在雙添加劑體系中，還可與另一添加劑的氫鍵作用形成互補(bǔ)，進(jìn)一步減少晶界缺陷與界面缺陷。這種高效鈍化作用能顯著抑制非輻射復(fù)合，例如搭配苯甲基碘化銨的雙添加劑體系，可使鈣鈦礦器件的非輻射復(fù)合損失顯著降低，為器件效率提升提供關(guān)鍵保障。
- 提升電荷傳輸能力，匹配能級適配性2PACz 中的咔唑環(huán)具有優(yōu)異的空穴傳輸特性，其大 π 共軛結(jié)構(gòu)利于空穴的快速傳輸；同時它的工作函數(shù)約為 4.9 eV，能有效改善氧化銦錫（ITO）等電極與鈣鈦礦活性層之間的能級匹配，降低界面電荷傳輸勢壘。此外，它形成的自組裝單層薄膜均勻性好，可減少電荷傳輸過程中的界面損耗，增強(qiáng)電荷提取效率，避免電荷在界面堆積導(dǎo)致的性能下降，這一優(yōu)勢在鈣鈦礦太陽能電池和藍(lán)色鈣鈦礦發(fā)光二極管中均得到充分體現(xiàn)。
- 增強(qiáng)器件穩(wěn)定性，延長使用壽命一方面，2PACz 通過鈍化缺陷減少了鈣鈦礦薄膜的微應(yīng)變，降低了環(huán)境因素對薄膜結(jié)構(gòu)的破壞風(fēng)險；另一方面，其膦酸基團(tuán)可與 ITO 等電極形成穩(wěn)定的 Ti - O - P 雙齒鍵，形成的自組裝層能對鈣鈦礦活性層形成保護(hù)，減少外界環(huán)境對活性層的侵蝕。例如含 2PACz 的雙添加劑鈣鈦礦太陽能電池，在氮氣中標(biāo)準(zhǔn)光照下連續(xù)運行 1200 小時后仍維持 90% 的初始效率，穩(wěn)定性遠(yuǎn)超無添加劑或單添加劑的器件。
- 適配多元器件，簡化制備工藝該物質(zhì)適配多種鈣鈦礦器件類型，不僅可用于鈣鈦礦太陽能電池，還能作為自組裝單層材料用于熱蒸發(fā)藍(lán)色鈣鈦礦發(fā)光二極管，助力器件實現(xiàn)高亮度和高外部量子效率；同時也可用于鈣鈦礦 / 硅基疊層電池，作為復(fù)合空穴傳輸層的組成部分優(yōu)化界面性能。此外，它可通過溶液法快速制備，能與現(xiàn)有溶液旋涂等低成本制備工藝兼容，且作為單一添加劑或雙添加劑組分使用時無需復(fù)雜額外步驟，有助于簡化鈣鈦礦器件的制備流程。
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