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  近日，青島科技大學(xué)材料學(xué)部和高分子學(xué)院的李志波、趙英杰教授在三維COFs制備及鈣鈦礦太陽(yáng)能電池應(yīng)用方面取得新進(jìn)展。三維COFs獨(dú)特的架空網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及出眾的穩(wěn)定性使其在氣體吸附、催化、手型分離等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。而由于構(gòu)筑單元的限制，三維COFs在依賴于長(zhǎng)程共軛體系的光電領(lǐng)域應(yīng)用中則尚處于空白。因此，設(shè)計(jì)合成具有高共軛性的三維COFs并探索其在光電領(lǐng)域的應(yīng)用是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的研究工作。

  該團(tuán)隊(duì)以螺二芴為核心三維構(gòu)筑單元，通過(guò)精巧的供體-受體骨架構(gòu)建，利用席夫堿反應(yīng)首次合成了長(zhǎng)程共軛的三維COFs材料。借助于席夫堿反應(yīng)合成產(chǎn)物的基團(tuán)效應(yīng)，該材料展現(xiàn)出光響應(yīng)長(zhǎng)程電荷分離的能力，并通過(guò)簡(jiǎn)單摻雜使鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率顯著同比提升了15-18%，達(dá)到19.1%的最高光電轉(zhuǎn)化效率。

  研究成功利用三維COFs架空框架避免電荷重組耗散的優(yōu)勢(shì)，為鈣鈦礦太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率向理論極限進(jìn)一步邁進(jìn)開辟了一條可行之徑。該工作發(fā)表于J. Am. Chem. Soc.,2018,140, 10016?10024.

  作者：Chenyu Wu, Yamei Liu, Hui Liu, Chenghao Duan, Qingyan Pan, Jian Zhu, Fan Hu, Xiaoyu Ma, Tonggang Jiu*, Zhibo Li*, and Yingjie Zhao*

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.8b06291