4PADCB（4-(7H-二苯并[c,g]咔唑-7-基)丁基膦酸）分子结构包含膦酸锚定基团和二苯并咔唑共轭单元。是一种以 7H?二苯并[c,g]咔唑 为端基、丁基链作连接、磷酸基作锚定的自组装单分子层（SAM）材料，分子式约 C??H??NO?P，分子量约 455 。膦酸基团可与基底材料（如氧化铟锡ITO或氮化铟氧化物NIo）强结合，形成空穴传输层（HTL）；共轭单元通过π-π堆积调控钙钛矿结晶，钝化缺陷态，减少非辐射复合。
应用领域
1、钙钛矿太阳能电池
作为分子掺杂剂和界面工程材料，4PADCB可原位形成HTL，同时钝化钙钛矿体相缺陷，提升电池的光电转换效率和稳定性。例如，在单结钙钛矿太阳能电池中，其掺杂策略使效率从对照组的~18%提升至20.63%；在钙钛矿/硅串联电池中，1.1 cm2器件的认证效率达31.71%，经最大功率点跟踪（MPPT）300秒后仍保持30.98%的稳定效率。
4PADCB作为SAM?HTL替代传统的PTAA、Spiro?MeOTAD或4PACz，可显著提升薄膜覆盖度和表面润湿性，抑制界面非辐射复合，从而提高宽带隙钙钛矿电池的开路电压（Voc≈1.30?V）和填充因子（FF≈78?%）。在1?cm2规模的全钙钛矿叠层电池中，使用4PADCB可实现认证效率26.4?%~27.0?%（Voc≈2.12?V，FF≈82?%）的记录。
2、全钙钛矿叠层太阳能电池
4PADCB用于宽带隙钙钛矿顶电池的空穴传输层，有效抑制界面非辐射复合，提升顶电池性能，助力大面积全钙钛矿叠层电池效率突破26.4%（认证稳态效率），为商业化生产提供技术支撑。
3、光致发光二极管（LED）与光电探测
4PADCB的大π共轭结构和高极性有助于空穴注入与缺陷钝化，已在钙钛矿LED中实现24?%的外量子效率，并提升器件寿命。
发展前景
1、技术优化与规模化生产
4PADCB的原位掺杂工艺简化了制备流程，兼容卷对卷工艺，有望降低生产成本，推动钙钛矿太阳能电池的规模化制造。随着大面积钙钛矿叠层电池效率逼近30?%以上，4PADCB以其优异的成膜性、低成本合成工艺和兼容的溶液加工方式，已被多家光伏企业列为替代传统HTL的关键材料，未来可通过优化掺杂浓度、界面设计等，进一步提升器件性能和稳定性。
2、拓展应用范围
结合光催化、传感或热管理功能的复合材料，将使4PADCB超越单一光伏角色，成为光电系统中实现能量转换、储存与环境监测的多功能平台。随着大面积器件寿命需求提升，4PADCB在提升器件稳定性、降低界面缺陷方面的优势将进一步驱动其在商业光伏模块、柔性光伏以及光电集成系统中的广泛采用。
3、推动光伏技术发展
钙钛矿太阳能电池因高效率、低成本潜力成为光伏领域的研究热点。4PADCB等新型材料的开发，有助于突破单结电池效率极限，推动全钙钛矿叠层电池商业化，为实现“碳达峰”“碳中和”目标提供技术支持。
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