Br-4PACz 是 4PACz（4-(9H - 咔唑 - 9 - 基) 丁基膦酸）的溴取代衍生物，其核心結(jié)構為咔唑環(huán)通過丁基鏈連接膦酸基團，且咔唑環(huán)的 3、6 位被溴原子（-Br）取代，化學名稱通常為4-(3,6 - 二溴 - 9H - 咔唑 - 9 - 基) 丁基膦酸。

一、核心應用領域

1. 高效鈣鈦礦太陽能電池

• 寬帶隙鈣鈦礦適配：Br-4PACz 的 HOMO 能級（4.7-4.9 eV）與寬帶隙鈣鈦礦（如 FA?.??MA?.??Pb (I?.??Br?.??)?，價帶約 5.7 eV）形成理想能級差（0.8-1.0 eV），顯著提升空穴提取效率。例如，寧波大學團隊通過 Br-2PACz 修飾 NiOx 表面，無機鈣鈦礦電池效率從 15.16% 提升至 19.34%，未封裝器件在濕熱環(huán)境下老化 960 小時后仍保持 80% 初始效率。
• 疊層電池界面優(yōu)化：在鈣鈦礦 / 硅疊層器件中，Br-4PACz 與共吸附劑（如辛胺）的混合自組裝策略可同步優(yōu)化界面能級和缺陷鈍化。南方科技大學團隊通過混合 Br-4PACz 與其他 SAMs，在反型鈣鈦礦電池中實現(xiàn) 26.28% 的認證效率（25.80%），并在 1000 小時光照后保持 95% 效率。

2. 無機鈣鈦礦與界面鈍化

• 無機鈣鈦礦穩(wěn)定性提升：Br-4PACz 的強疏水性和溴取代的抗氧化性可有效抑制無機鈣鈦礦（如 CsPbI?）的離子遷移和相分離。例如，Br-2PACz 修飾 NiOx 界面后，CsPbI?電池在 60℃加熱 48 小時后仍保持 73% 效率，顯著優(yōu)于對照組。
• 2D/3D 異質(zhì)結(jié)調(diào)控：類似 Br4Tm 等溴取代配體的研究表明，溴原子可通過鹵素相互作用優(yōu)化 2D/3D 鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)的能級對齊，減少界面電荷復合。普渡大學團隊利用溴取代配體實現(xiàn) 24.6% 的效率，并在熱循環(huán)測試后保持 95% 初始性能。

3. 窄帶隙與柔性器件

• 窄帶隙 Pb-Sn 鈣鈦礦應用：BrNH3-4PACz（溴取代銨基修飾的 Br-4PACz 衍生物）在窄帶隙（1.21-1.25 eV）Pb-Sn 鈣鈦礦電池中實現(xiàn) 23.0% 的效率，較傳統(tǒng) PEDOT:PSS 提升 40% 以上。其銨基端基可同步鈍化鈣鈦礦表面缺陷并調(diào)節(jié)結(jié)晶，使器件填充因子達 77.95%。
• 柔性基底兼容性：Br-4PACz 的疏水性和化學穩(wěn)定性支持其在柔性基底（如 PI 薄膜）上的應用。盡管目前彎曲耐受性數(shù)據(jù)有限，但其在反式結(jié)構中的無封裝穩(wěn)定性測試（50℃下 1000 小時效率保留 85.4%）間接驗證了潛力。

4. 極端環(huán)境穩(wěn)定性增強

• 熱循環(huán)穩(wěn)定性：新加坡國立大學團隊通過 Br-4PACz 與 DCZ-4P 混合 SAMs，在鈣鈦礦電池中實現(xiàn) 25.6% 的效率，并在 500 次熱循環(huán)（-40℃至 85℃）后保持 95% 效率，遠超國際標準。
• 濕熱穩(wěn)定性：陜西師范大學開發(fā)的 GM-4PACz（乙二醇單甲醚修飾的 Br-4PACz 衍生物）在空氣中老化 2000 小時后效率保留 93.29%，最大功率點跟蹤 1000 小時后仍保持 91.75%。

二、發(fā)展前景與技術突破

1. 產(chǎn)業(yè)化進程加速

• 規(guī)?；苽涑墒於?/strong>：Br-4PACz 的公斤級合成工藝已通過驗證，材料成本僅為傳統(tǒng)空穴傳輸材料 Spiro-OMeTAD 的 1/30。河南省科學院團隊的 69 cm2 組件效率達 21.2%（認證 20.1%），良率超過 95%。
• 政策與市場驅(qū)動：中國多地（如山東）出臺專項政策扶持鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)，預計 2030 年全球鈣鈦礦組件市場規(guī)模將達 1816 億元，Br-4PACz 有望占據(jù) 30% 以上份額。