345FAn 是一种光电材料。

它在钙钛矿太阳能电池领域有重要应用，具有能提高电池效率和稳定性等特征，具体如下：

• 与钙钛矿表面相互作用强：通过密度泛函理论（DFT）计算表明，345FAn 与钙钛矿表面表现出很强的相互作用，能较好地与钙钛矿结合。
• 提高电池效率：可用于处理 Cs?.??MA?.??FA?.?PbI?钙钛矿薄膜，经其处理的器件认证光电转换效率（PCE）可达 24.09%。在反向电压扫描下，可使冠军 PCE 从 19.9% 提高到 20.8%，开路电压（V?c）为 10.13V，填充因子（FF）为 74.2%，短路电流密度（J?c）为 2.77mA/cm?2。
• 增强电池稳定性：345FAn 能抑制配体嵌入 3D 钙钛矿中，提高热应力下的界面稳定性。经其处理的薄膜具有较高的热稳定性，可将器件的 T??（器件效率衰减至初始值 80% 所需时间）提高到约 810 小时，将器件稳定性提高了 4 倍。
• 诱导 n 型特征：紫外光电子能谱（UPS）表明，345FAn 在钙钛矿薄膜中可诱导出更多的 n 型特征，在倒置钙钛矿太阳能电池中有利于电子提取，能减少非辐射载流子复合。

同时345FAn（3,4,5 - 三氟苯胺氢碘酸盐）作为一种高效的界面钝化剂，在钙钛矿太阳能电池（PSCs）及相关光电器件领域展现出独特的应用价值。其核心优势在于通过分子设计实现低反应性与强钝化能力的平衡，显著提升器件的效率与稳定性。

一、核心应用领域

1. 钙钛矿太阳能电池（PSCs）的界面工程

表面缺陷钝化与载流子调控
345FAn 的三氟苯胺基团通过氢键和配位作用修复钙钛矿表面的铅空位（Pb2?）和碘空位（I?），减少非辐射复合中心。例如，在 Cs?.??MA?.??FA?.?PbI?器件中，345FAn 处理后器件的光电转换效率（PCE）从 19.9% 提升至 24.09%，开路电压（V?C）达到 1.13 V，填充因子（FF）提升至 74.2%。其作用机制包括：

• • n 型掺杂效应：通过诱导钙钛矿薄膜的 n 型特征，优化电子提取效率，减少界面电荷积累。
  • 能带弯曲调控：在倒置 PSCs 中，345FAn 可引起钙钛矿能带向下弯曲，降低电子传输势垒，提升电荷收集效率。

高温稳定性强化
345FAn 处理的钙钛矿薄膜在 85°C 退火后，光致发光（PL）强度衰减速度显著低于传统铵盐钝化剂。在 ISOS-L-3 协议（85°C、50% 相对湿度）下，封装器件的 T??寿命（效率降至初始值 80% 的时间）长达 1560 小时，是对照器件的 4 倍以上。这一特性源于其氟取代基增强的疏水性和分子热稳定性。

2. 抑制 2D/3D 钙钛矿界面相变

动态界面稳定性优化
传统长链铵配体（如 PEA）在高温下易渗透至钙钛矿体相，导致 2D 相形成和结构降解。345FAn 通过空间位阻效应（STERI 指数 2.34，远高于 PEA 的 1.21）和低反应性（结合能 Eb 更接近钙钛矿本体），有效抑制配体渗透和 2D 相生成。时间分辨反射光谱（TR）显示，345FAn 处理的薄膜在 85°C 老化 2 小时后仍无明显 2D 相或 PbI?生成，而 PEA 处理的薄膜则出现显著降解。

大面积制备兼容性
在 1.04 cm2 的大面积器件中，345FAn 钝化的 PSCs 仍保持 23.3% 的 PCE，且均匀性优异，适用于卷对卷（R2R）涂布工艺。

3. 叠层电池与新型光电器件拓展

• 全钙钛矿叠层电池潜力
  345FAn 的高功函数（约 5.2 eV）可优化宽带隙（1.6-1.7 eV）钙钛矿与低带隙子电池的能级匹配。结合其抑制界面缺陷的能力，有望推动叠层电池效率突破 28%。
• 光电探测器与发光器件
  类似脒基配体（如 4FBII）已被用于近红外探测器，345FAn 的氟取代基可能进一步优化材料的电子传输性能，适用于高灵敏度光电探测。此外，其在钙钛矿量子点表面的钝化作用可能提升发光二极管（PeLEDs）的外量子效率（EQE），尤其在蓝光波段具有潜力。

二、发展前景与技术优势

1. 技术优势：稳定性与效率的双重突破

• 抗湿热与热老化能力
  345FAn 的氟取代基增强了分子的疏水性，使其在 85% 相对湿度下未封装器件寿命超过 1200 小时（效率保持 > 80%），显著优于传统铵盐钝化剂。其热稳定性（85°C 下 T??=1560 小时）为钙钛矿组件的户外应用提供了关键支撑。
• 普适性与兼容性
  345FAn 可兼容多种钙钛矿体系（如 FA、Cs 基）及电荷传输层（如 C??、SnO?），适用于 n-i-p 和 p-i-n 两种主流器件结构。

2. 产业化潜力与政策支持

• 中试线验证与量产基础
  企业已建成百兆瓦级钙钛矿中试线，自测效率超过 15%，为 345FAn 的量产应用奠定基础。PERFEMIKER公司已推出高纯度 345FAn 产品（≥95%），支持科研与小批量生产。
• 政策驱动与市场需求
  中国多地（如山东、浙江）将钙钛矿技术纳入 “双碳” 规划，明确支持高效钝化剂的研发。随着钙钛矿组件成本降至 $0.3/W 以下，345FAn 的规模化应用将加速。

3. 挑战与未来研究方向

• 合成成本优化
  目前 345FAn 的合成需通过三氟苯胺与氢碘酸的加成反应，产率约 60%。需开发更经济的路线（如催化加氢或电化学合成）以降低成本。
• 大面积均匀性控制
  在 R2R 涂布中，需优化 345FAn 溶液的润湿性和干燥动力学，确保钝化层均匀性。初步研究显示，通过调节溶剂配比（如 DMF:DMSO=4:1）可改善成膜质量。
• 长期环境耐久性验证
  尽管 345FAn 在高温高湿下表现优异，但其在户外真实环境（如紫外辐射、机械应力）中的耐久性仍需进一步验证。结合封装技术（如玻璃 / 聚合物复合封装）可将器件寿命提升至 25 年以上。

345FAn 凭借其独特的分子设计（三氟取代 + 铵基），在钙钛矿太阳能电池领域实现了效率与稳定性的双重突破。其在倒置 PSCs 中的高效应用（24.09% PCE，1560 小时 T??）为钙钛矿产业化提供了关键技术支撑。未来，随着合成工艺优化和大面积制备技术的突破，345FAn 有望在叠层电池、光电探测器等领域实现更广泛的应用，推动下一代光电子技术的发展。同时，政策支持与中试线验证将加速其商业化进程，使其成为钙钛矿技术从实验室走向市场的核心材料之一。

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