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，发展令众多薄膜太阳能电池望尘莫及。然而陷阱态引起的非辐射复合严重阻碍了钙钛矿太阳能电池(PSCs)的效率和稳定性。开发新型的功能性缺陷钝化剂是解决这一问题的有效途径。与其他传统的钝化剂相比，新兴的全共轭多孔芳香骨架（PAFs） 通过坚固的共价键建立拓扑网络，有助于定义电荷传输通道。同时高孔隙率和大比表面积也使 PAFs 与钙钛矿成分更紧密地接触。因此，全共轭PAFs 有望通过促进快速电荷分离、提供微量掺杂钝化、抑制卤素偏析来同时提高器件性能和耐用性。

然而，迄今为止报道的全共轭PAFs与钙钛矿之间的相互作用主要通过π电子发生，缺乏与缺陷明确的相互作用位点，这可能导致相互作用不强，活性位点不明确。因此，对骨架中引入更多电负性官能团（如卤素）会使π电子集中在卤素原子上。这些卤素位点可以与Pb相关缺陷发生化学键合，从而增强PAFs的缺陷钝化。然而开发构建均匀含有卤素基团同时确保主链完全共轭的PAFs的方法仍然是一项重大挑战。

鉴于此，东北师范大学的张宁教授、朱广山教授和吉林大学的温善鹏教授合作，通过脱碳反应，分别以三苯基苯和三苯胺作为核心构筑单元，构建了氯功能化的全共轭的PAFs，并将其用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池

所制备的两种氯功能化全共轭PAFs均表现出高比表面积、强稳定性和富含氯原子的长程共轭网络。结合实验和理论分析，两种 PAFs 都通过强 Cl-Pb 键有效钝化钙钛矿缺陷，从而增强了薄膜的光电性能。值得注意的是，以三苯胺为构筑单元的PAF-159表现出更强的Cl-Pb键合和更有效的钝化效果。这是由于三苯胺单体提高了 PAF-159 的 HOMO 能级，促进了 Cl-Pb 电荷转移，增强了 PAF-159 与钙钛矿之间的相互作用。因此获得了高性能的 PAF-159 掺杂器件，具有先进的能量转换效率（24.3%）、良好的存储稳定性（3000小时后保留86%）和良好的长期运行稳定性（350小时后保留92%）。本工作说明了分子设计如何促进材料性能，同时为设计最大化缺陷钝化的多孔有机聚合物提供了宝贵的见解，这对于提高钙钛矿太阳能电池性能至关重要。

该成果以“Enhancing Efficiency and Durability of Perovskite Solar Cells with Chlorine-Functionalized Fully Conjugated Porous Aromatic Framework”为题，在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。东北师范大学化学学院博士研究生景也格，青年教师朱博，吉林大学电子科学与工程学院博士后王晨为该文章的共同第一作者，通讯作者是化学学院教师朱广山教授﹑张宁教授和吉林大学电子科学与工程学院温善鹏教授。

该工作得到了国家自然科学基金（22131004、U21A20330、51973026）以及吉林省科技厅（YDZJ202201ZYTS592、20240302014GX）的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202410069