盡管功能化共軛聚合物在有機(jī)電子學(xué)中需求很高，但其規(guī)?；铣珊团尉鶆蛐匀悦媾R挑戰(zhàn)。
本文浙江大學(xué)李昌治等人開發(fā)了一種反應(yīng)性調(diào)控的連續(xù)交叉偶聯(lián)碳氮縮聚方法，實(shí)現(xiàn)了功能化聚芳胺的精確合成，并具有優(yōu)異的批次間均勻性。研究發(fā)現(xiàn)，通過兩個連續(xù)的鈀催化碳氮偶聯(lián)循環(huán)逐步調(diào)控中間體反應(yīng)性是實(shí)現(xiàn)可控縮聚的關(guān)鍵，這與單循環(huán)的碳碳偶聯(lián)不同。通過選擇不同的芳胺和芳基鹵衍生物，制備了多種聚芳胺以優(yōu)化材料功能。
其中，含極性取代基的三元聚合物（PTAMA）能夠優(yōu)化鈣鈦礦層的界面和體相性質(zhì)。相應(yīng)的倒置鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了25.2%（有效面積5.97 mm2）和23.2%（有效面積128 mm2）的顯著功率轉(zhuǎn)換效率，并具有良好的操作穩(wěn)定性。這項(xiàng)工作為高性能光電子器件提供了先進(jìn)的共軛聚合物合成方法。
文章亮點(diǎn)總結(jié)：
創(chuàng)新合成方法：開發(fā)了一種反應(yīng)性調(diào)控的連續(xù)碳氮偶聯(lián)縮聚法，實(shí)現(xiàn)了聚芳胺的高效、精確合成，批次間均勻性優(yōu)異（分子量分布窄，?≈1.6），并成功從0.5克放大至500克規(guī)模。
性能突破：三元聚合物PTAMA作為空穴傳輸層，顯著提升鈣鈦礦薄膜質(zhì)量，使倒置鈣鈦礦太陽能電池效率達(dá)25.2%（小面積）和23.2%（大面積），且穩(wěn)定性優(yōu)異（1400小時光照后保持83%初始性能）。
普適性應(yīng)用：該方法可擴(kuò)展至多種功能化聚芳胺的合成，為有機(jī)光電子器件開發(fā)提供了材料設(shè)計(jì)新思路。
Shen, Z., Huang, Y., Dong, Y. et al. Precise synthesis of advanced polyarylamines for efficient perovskite solar cells. Nat. Mater. (2025).
https://doi.org/10.1038/s41563-025-02199-6
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