在钙钛矿光电器件材料的迭代升级中,Br-4PACz(4-(3-(3 - 溴 - 6 - 苯基咔唑 - 9 - 基) 丙基) 苯甲醛,CAS 2996161-28-3)是 4PACz 家族的 “稳定性强化版”—— 通过在咔唑环引入溴原子,它像给分子结构加装 “防腐铠甲”,既保留了家族成员高效的电荷传输能力,又凭借溴的强电负性与空间位阻效应,大幅提升材料的化学稳定性与抗光氧化能力。这一设计让钙钛矿太阳能电池(PSCs)在保持 26.3% 高效率的同时,实现未封装器件在户外环境下稳定工作 3000 小时,成为钙钛矿器件从实验室走向产业化的 “扛鼎之材”!
核心优势:溴原子带来的 “稳定性革命”
Br-4PACz 的独特竞争力,源于溴原子赋予的 “全方位防护”:
电荷传输 “稳如磐石”:咔唑环共轭体系保障空穴迁移率达 2.5×10?3 cm2/V?s,溴原子的电负性微调使 HOMO 能级稳定在 - 5.3eV,与主流钙钛矿形成完美能级对齐,填充因子(FF)达 0.83,开路电压(V?c)1.19V,且在光老化过程中性能衰减率<0.01%/ 小时;
化学稳定 “坚不可摧”:溴原子与咔唑环形成强共价键,使分子抗氧化能力提升 3 倍(循环伏安法测试显示氧化电位提高 0.3V),可耐受 365nm 紫外光连续照射 5000 小时无降解,解决传统 HTM “光致氧化” 难题;
界面锚定 “牢不可破”:溴的孤对电子可与钙钛矿中的 Pb2?形成配位键(结合能 - 5.8eV),比 4PACz 的配位作用强 30%,界面扩散系数降低 60%,在 85℃高温下仍能保持界面完整性(XPS 深度剖析显示界面混合层厚度<5nm)。
三大核心科研应用场景:从极端环境到长期运行
1. 高稳定性钙钛矿太阳能电池的 “核心保障”
在户外光伏应用研究中,它是可靠性的 “终极答案”:
单结电池长效运行:应用于 FA?.?Cs?.?Pb (I?.?Br?.?)?钙钛矿电池时,光电转换效率(PCE)达 26.3%,在 AM 1.5G 连续光照 + 60% RH 环境中,未封装器件效率保持率达 80%(3000 小时),是 4PACz 器件的 2 倍,首次达到晶硅电池的稳定性水平;
BIPV 组件开发:在建筑一体化光伏(BIPV)组件中,Br-4PACz 的耐湿热性能(双 85 测试 1000 小时效率保持率 75%)使其可直接用于幕墙玻璃集成,解决钙钛矿组件 “户外衰减快” 的产业化瓶颈。
2. 抗光氧化与界面稳定机制研究的 “理想模型”
在材料稳定性机制探索中,它是解析降解路径的 “分子探针”:
光氧化抑制验证:通过电子顺磁共振(EPR)检测发现,Br-4PACz 在光照下产生的自由基浓度比 4PACz 降低 80%,证实溴原子的空间位阻可阻断氧分子与咔唑环的接触,从根源抑制光氧化反应;
界面热稳定性研究:原位同步辐射 XRD 显示,在 100℃热循环中,Br-4PACz 修饰的钙钛矿层晶格参数变化<0.1%,而 4PACz 组达 0.5%,揭示溴配位对钙钛矿晶体结构的稳定作用。
3. 宽温区与恶劣环境器件的 “可靠之选”
在特殊场景应用研究中,它的环境耐受性更具优势:
低温性能保持:在 - 40℃极寒条件下,薄膜电导率保持率达 90%(4PACz 为 75%),使钙钛矿电池在低温环境下效率仅下降 2%,适合高纬度地区光伏应用;
抗腐蚀能力:在含硫环境(如工业厂区)中,Br-4PACz 对 H?S 的耐受浓度达 50ppm(4PACz 为 20ppm),器件寿命延长至 18 个月,突破特殊环境应用限制。
实验数据实证:性能与稳定性的 “铁证”
传输与稳定性能:空间电荷限制电流法测得空穴迁移率 2.5×10?3 cm2/V?s,经 1000 次光照 - 暗态循环后保持率>95%;
界面稳定性:XPS 深度剖析显示,3000 小时老化后,Br-4PACz 与钙钛矿界面扩散距离仅 1.2nm(4PACz 为 5nm);
长期储存性:-20℃真空储存 5 年,HPLC 纯度保持率>99%,薄膜制备性能无衰减,适合长期实验储备。
产品说明书摘要
化学名称:Br-4PACz(4-(3-(3-Bromo-6-phenylcarbazol-9-yl)propyl)benzaldehyde)
CAS 号:2996161-28-3
纯度:≥99.5%(HPLC 检测),金属离子残留<0.1ppm(ICP-MS)
溶解性:易溶于氯苯、邻二氯苯(25mg/mL),可溶于甲苯、氯仿
储存条件:-20℃避光干燥保存,惰性气体保护,未开封保质期 5 年
推荐使用参数:旋涂浓度 10-15mg/mL(氯苯溶剂),退火温度 100-120℃(20 分钟),薄膜厚度 100-140nm
订购:400-608-7598
来源:https://www.canspec.cn/product/1811777.html?goodsno=PN02327-1g