来源 | 学之策
你永远猜不到,材料人为了提升电池性能,能往实验里加多少离谱的东西。
我原以为“鸟屎石墨烯”已经天下无敌,直到看到这篇“伟哥+钙钛矿”才知道还有猛将!
日前,顶级期刊Advanced Functional Materials上线了一篇论文,把“伟哥” 核心成分 —— 西地那非,加进了钙钛矿太阳能电池里。
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经常**的朋友都知道:西地那非,白色结晶粉末,分子式为C22H30N6O4S,密度为1.39g/cm3,又译昔多芬,是一种研发治疗心血管疾病药物时意外发明出的治疗男性勃起功能障碍药物,俗称伟哥。(声明:我没用过,这是百度来的……)
但这次给钙钛矿加 “伟哥”,真不是整活!
先做个严谨澄清:研究团队不是只加了西地那非,而是一共筛选了三种已上市的药物分子:西地那非(SDNF)、阿伐那非(AVNF)、达拉非尼(DRFN)。
抱着好奇心又查了一下阿伐那非(AVNF),嗯,第四代“伟哥”?
为啥偏偏选这仨?
这三种分子的化学结构里同时带有磺酰基(-SO₂-)和杂环氮原子。
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上面这个就是西地那非的结构式。
做钙钛矿的人都知道,器件效率和稳定性的头号敌人,就是无处不在的缺陷:表面和晶界到处都是配位不全的铅离子,运行过程中还会不断析出零价铅,一边漏电子拉低效率,一边加速器件老化。
而这几个药物分子的两个官能团能同时抓住两个相邻的铅离子,整个分子平贴在钙钛矿表面,贴得更牢、覆盖缺陷更多,还不阻碍电荷传输!同时磺酰基本身有氧化还原活性,能把运行过程中不断冒出来的零价铅重新氧化回二价铅,相当于给电池装了自动修复程序,边用边补 bug。
最终筛选下来,达拉非尼的表现最为突出,两种“伟哥”这一次输得很彻底,毕竟达拉非尼是治疗癌症的。
说起来,材料圈 “万物皆可掺” 的梗,早就成了大家心照不宣的日常。走在路上看到落叶,会琢磨 “这个烧碳应该不错”;喝奶茶看到珍珠,会脑补 “这个能不能做水凝胶”;现在连常用药片都能往电池里加了。
说不定哪天,你随手扔掉的什么东西,就成了下一篇顶刊的核心原料。
你还见过哪些离谱的科研 “加料” 名场面?
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