钙钛矿太阳能电池是目前最成功的光伏器件之一，在过去的十几年里，其能量转换效率从3.8%迅速提高到25.7%，发展之迅速令众多薄膜太阳能电池望尘莫及。实现钙钛矿太阳能电池的商业化，还需进一步提高器件的效率和长期稳定性。在钙钛矿中添加其他功能助剂是器件效率和稳定性提升的有效途径，多孔芳香骨架材料（PAFs）是一类重要的多孔有机聚合物，通常通过不可逆的偶联反应合成。PAF材料的全碳骨架结构使其对酸、碱和潮湿环境具有超高的稳定性，因此将PAFs作为添加剂应用于钙钛矿太阳能电池有望同时提高器件性能和稳定性。然而传统PAFs是芳香构筑基元通过sp3碳节点连接而成，其不连续的共轭结构不利于钙钛矿太阳能电池的电荷传输。

　　鉴于此，东北师范大学化学学院的朱广山教授、张宁教授和吉林大学的温善鹏教授合作，构建了sp2碳连接的全共轭PAFs，并将其用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池。

　　通过Gilch反应，分别以四苯乙烯和芘作为核心构筑单元，构建了全共轭的PAFs，所制备的两种新型PAFs均表现出高比表面积、出色的化学和热稳定性。由于其扩展的p-共轭，PAFs被成功地用作钙钛矿太阳能电池（PSC）的掺杂剂。PAFs的加入可以改善钙钛矿结晶和减少薄膜的缺陷来防止载流子复合，并进一步促进电荷传输。实验证明PAFs的刚性多孔结构可以用作有效的成核模板，促进圆形核的快速形成，最终诱导了具有致密钙钛矿晶粒的高质量钙钛矿薄膜的生成。通过与线性对应物（MEH-PPV）的比较研究，进一步揭示了电池效率的提升与PAF多孔结构和刚性全共轭网络高度相关。同时，器件的寿命也得到了显著改善：器件在运行半年后仍保留初始能量转换效率的80%。这项工作为制备高效稳定的PSC提供了新的思路。

　　该工作得到了国家自然科学基金的支持（51973026, 52073115）。华体会体育