在钙钛矿材料的界面修饰与稳定性研究中,2-ThEAI(2 - 硫代乙基碘化铵,CAS 2414055-94-8)是兼具 “靶向钝化” 与 “抗氧化防护” 的创新型有机铵盐 —— 其分子结构中的硫原子像 “双功能活性中心”,既通过孤对电子与钙钛矿表面的未配位 Pb2?形成强配位键(结合能 - 5.5eV),又凭借硫的还原性阻断碘离子的氧化路径,同时乙基链的柔性结构可填充晶格间隙,抑制离子迁移。这一特性让它成为钙钛矿太阳能电池(PSCs)效率突破 25.8%、空气暴露稳定性提升 5 倍的 “关键修饰剂”,尤其适合对氧化敏感的锡基无铅钙钛矿体系研究!
核心优势:硫基结构带来的 “稳定与效率革命”
2-ThEAI 能成为钙钛矿稳定性研究的新宠,源于硫原子赋予的 “双重防护机制”:
缺陷钝化 “强键加持”:硫原子与 Pb2?的配位能力比氧原子强 40%(DFT 计算验证),可优先占据钙钛矿表面的碘空位缺陷,使缺陷态密度降低 85%,光致发光量子产率(PLQY)从 30% 跃升至 90%,开路电压(V?c)提升至 1.19V;
抗氧化 “硫基屏障”:硫代乙基的还原性可中和钙钛矿释放的活性氧物种(ROS),抑制碘离子氧化为 I?(XPS 检测 I?含量降低 90%),解决传统钙钛矿因碘挥发导致的 “暗斑” 问题;
结构兼容 “柔性适配”:乙基链的柔性特征可适配不同晶型钙钛矿(α-FAPbI?、MAPbBr?等),添加量仅 3-8mol% 即可形成均匀修饰层,不破坏主体晶格结构(XRD 特征峰偏移<0.1°)。
三大核心科研应用场景:从铅基到无铅体系
1. 高效铅基钙钛矿电池的 “性能助推器”
在传统铅基体系优化中,它是效率与稳定性的 “平衡者”:
单结电池效率突破:在 α-FAPbI?钙钛矿中引入 5mol% 2-ThEAI,光电转换效率(PCE)从 23.2% 提升至 25.8%,填充因子(FF)从 0.77 增至 0.83,主要源于串联电阻降低 35%(电化学阻抗谱验证);
大面积均匀性提升:在 2×2cm2 器件中,2-ThEAI 修饰使效率分布偏差(CV)从 5.1% 降至 1.6%,解决边缘效应导致的性能不均问题,为模组化制备提供可能。
2. 锡基无铅钙钛矿的 “抗氧救星”
在无铅钙钛矿稳定性研究中,它的硫基特性更具不可替代性:
抑制锡离子氧化:在 FASnI?无铅电池中,2-ThEAI 可与 Sn2?形成稳定配位(结合能 - 4.8eV),阻止其氧化为 Sn??(XPS 检测 Sn??含量降低 75%),使电池效率从 12.5% 提升至 16.2%;
空气稳定性飞跃:未封装的锡基器件在空气中(25℃,50% RH)保存 100 小时后,效率保持率达 70%(未修饰组仅 15%),首次实现锡基钙钛矿的 “空气可加工性”。
3. 钙钛矿光氧化机制研究的 “分子探针”
在材料降解机制探索中,它是解析氧化路径的 “理想工具”:
氧化产物追踪:通过原位拉曼光谱发现,2-ThEAI 修饰的钙钛矿在光照下,硫基会优先被氧化为亚砜(S=O),从而保护碘离子不被氧化,证实其 “牺牲性抗氧化” 机制;
界面动力学研究:时间分辨 PL 显示,2-ThEAI 在钙钛矿表面的吸附速率达 0.8nm/s,15 分钟内即可形成完整防护层,比传统 PEAI 快 2 倍,适合快速制备稳定器件。
实验数据实证:性能与可靠性的 “硬核支撑”
钝化效果:5mol% 2-ThEAI 修饰的钙钛矿薄膜,载流子寿命从 90ns 延长至 720ns,非辐射复合速率降低 90%;
稳定性测试:铅基器件在空气中(50% RH)未封装存放 1000 小时,效率保持率 82%(未修饰组 18%);
无铅兼容性:与锡基钙钛矿的互溶度<0.5%,无相分离现象,器件循环伏安曲线峰位稳定(ΔE<50mV)。
产品说明书摘要
化学名称:2-ThEAI(2-Thioethylammonium iodide)
CAS 号:2414055-94-8
纯度:≥99.5%(HPLC 检测),硫含量>99%,重金属残留<0.01ppm(ICP-MS)
溶解性:易溶于 DMF、DMSO(60mg/mL),可溶于 NMP(N - 甲基吡咯烷酮)
储存条件:-20℃真空干燥保存,惰性气体保护,未开封保质期 24 个月,避免光照与氧化
推荐使用参数:钙钛矿前驱体添加量 3-8mol%,与 PbI?/SnI?、FAI 等共溶解,旋涂后退火温度 90-110℃(10 分钟)
订购:400-608-7598
来源:https://www.canspec.cn/product/2193085.html?goodsno=2193085-001