摘要：有鉴于此，浙江大学李昌治团队在Nature Materials期刊上发表了题为“Precise synthesis of advanced polyarylamines for efficient perovskite solar cells”的最新论文。

尽管在有机电子学中需求量大，但功能性共轭聚合物在可扩展合成和批次均匀性方面面临挑战。

成果简介

有鉴于此，浙江大学李昌治团队在Nature Materials期刊上发表了题为“Precise synthesis of advanced polyarylamines for efficient perovskite solar cells”的最新论文。

本文开发了一种反应性调控的序贯交叉偶联碳氮聚合方法，能够精确合成具有优异批次间均匀性的功能性聚芳胺。研究表明，逐步调节中间体的反应性是通过两个序贯的钯催化碳氮偶联循环实现可控聚合的关键，这一方法与单环碳碳偶联有所不同。

他们通过这种方法，制备了多种聚芳胺以提升材料功能，其中一种包含极性取代基的三元聚合物被证明能够优化在其上制备的钙钛矿层的界面和体相性能。对应的反向钙钛矿太阳能电池在5.97 mm²的有效面积上达到了25.2%的功率转换效率，在128 mm²的有效面积上则达到了23.2%，并具有良好的操作稳定性。总体而言，该研究为先进共轭聚合物的高性能光电应用提供了一种有效的聚合方法。

研究亮点

（1）实验首次开发了一种反应性调控的序贯交叉偶联聚合方法，成功实现了从低成本起始材料精确合成功能性聚芳胺。

（2）通过调节中间体反应性，该方法实现了可控聚合，通过两步序贯钯催化C–N偶联循环进行聚合。首次将初级芳香胺转化为反应性较低的次级芳香胺，避免了传统C–C交叉偶联中批次变化较大的问题，显著提高了聚合物的批次均匀性。

（3）该方法成功扩展了PTAA的合成规模，从0.5g放大至500g，且聚合物的多分散度指数（Ɖ）维持在约1.6，证明了方法的可扩展性和一致性。

（4）通过选择不同芳香胺和芳基卤化物衍生物，制备了多种二元和三元功能性聚芳胺，进一步提升了材料的性能。例如，PTAMA（甲氧基芳香取代基）比传统PTAA具有更好的湿润性和亲和力，显著改善了钙钛矿薄膜的界面和体相质量。

（5）通过优化PTAMA层，反向钙钛矿太阳能电池达到了25.2%（有效面积5.97 mm²）和23.2%（有效面积128 mm²）的功率转换效率，并具有优异的操作稳定性，超越了经典PTAA基电池。

图文解读

图1. 交叉偶联缩聚。

图2. 机制研究。

图3. 底物范围。

图4. PSC的设备性能。

结论展望

本文通过开发反应性调控的序贯交叉偶联聚合方法，成功解决了传统聚合过程中批次不均匀的问题，为精确合成功能性聚芳胺开辟了新的途径。

这一方法通过调节反应物与中间体的反应性差异，实现了可控的聚合过程，避免了传统方法中常见的分子量分布广泛和多分散度高的问题。

其次，本研究揭示了通过调整聚合物的分子结构和功能化，可以显著改善其在光电器件中的性能。例如，PTAMA聚合物的应用不仅提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率，还改善了设备的稳定性，展现了极大的应用潜力。

最后，这一策略为未来有机光电子材料的研发提供了新的思路，尤其是在提高材料功能性和器件稳定性方面具有重要的指导意义。因此，本文不仅为聚合物合成提供了新的方法，也为有机光电子器件的性能提升和长期稳定性奠定了基础，具有广泛的应用前景。

文献信息

Shen, Z., Huang, Y., Dong, Y. et al. Precise synthesis of advanced polyarylamines for efficient perovskite solar cells. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02199-6

来源：朱老师讲VASP