Br-2PACz，即2-(3,6-二溴-9H-咔唑-9-基)乙基膦酸，是一种含溴取代基的咔唑类膦酸衍生物，化学式为C??H??Br?O?P，分子量433.03。它由一个电子丰富的咔唑端基、乙基链以及磷酸锚基组成，能够在金属氧化物（如 ITO、FTO、NiOx）表面形成致密、取向良好的单分子层。其分子结构中包含咔唑环、溴原子和膦酸基团，这些结构单元赋予了它独特的电子性质和化学活性。
应用领域
Br?2PACz 通过其较高的工作函数（≈5.8?eV）和深HOMO（≈?6.01?eV）显著提升空穴提取效率，降低界面非辐射复合。
1、钙钛矿太阳能电池
Br-2PACz可作为空穴传输层或界面修饰层，通过优化能级匹配、钝化缺陷和改善载流子传输效率，提升电池的光电转换效率和稳定性。例如，中山大学吴武强教授团队利用Br-2PACz修饰钙钛矿/空穴传输层界面，显著提高了器件的开路电压和填充因子，实现了高效率的钙钛矿太阳能电池。在p?i?n型钙钛矿太阳能电池中，使用Br?2PACz作为空穴选择层可实现19.5%以上的光电转换效率，并在连续光照230?h后仍保持80%初始效率，显示出优异的稳定性。
2、钙钛矿发光二极管（LED）
在蓝色钙钛矿LED中，Br-2PACz通过掺杂方式改善载流子注入平衡，钝化钙钛矿薄膜中的缺陷，有效提高了光致发光量子产率和器件的外部量子效率。中科院半导体所游经碧团队的研究表明，Br-2PACz掺杂的蓝色钙钛矿LED外部量子效率可达24.03%，并展现出良好的光谱和操作稳定性。
3、有机太阳能电池
Br-2PACz及其衍生物可作为自组装单分子层（SAMs），用于修饰电极表面，优化能级排列、降低界面电阻，并增强光活性层与电极之间的粘附性，从而提高有机太阳能电池的性能和稳定性。例如，北卡罗莱纳州立大学的研究团队发现，Br-2PACz相比传统空穴传输层PEDOT:PSS，能显著提高有机光伏电池的界面剥离强度和剪切强度。ITO/Br?2PACz电极的工作函数显著高于PEDOT:PSS，推动器件功率转换效率达到18.4%以上，且器件的开路电压、短路电流和填充因子均优于传统空穴传输层
4、柔性光电器件
在柔性钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池中，Br-2PACz有助于解决柔性基底与光活性层之间的界面问题，提高器件的机械柔韧性和耐弯折性。武汉理工大学黄文超团队通过Br-2PACz与其他小分子的协同作用，实现了超薄柔性有机太阳能电池的高效率和高稳定性。通过在ITO表面沉 Br?2PACz，可实现电极的可回收再利用，降低材料成本并提升器件的循环寿命。
Br?2PACz作为一种高工作函数、化学稳定的咔唑基磷酸酯SAM，已在钙钛矿/有机光伏、电致发光、柔性电子以及界面工程等多个光电领域展现出提升效率、改善稳定性和降低成本的显著优势。
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