经过近十余年的快速发展，钙钛矿太阳能电池的光电转化效率超过25%，已经成为了最具竞争力的光伏电池技术。但由于低温溶液法制备的多晶钙钛矿薄膜不可避免地形成大量晶界，导致钙钛矿薄膜的缺陷密度较高，晶界缺陷与环境中水和氧的高度反应性导致钙钛矿薄膜的降解，进而降低了钙钛矿太阳能电池的稳定性。兰州大学曹靖教授课题组近年来研究工作集中在：利用新型卟啉/酞菁配合物修饰稳定钙钛矿薄膜（CCS Chem., 2021, 3, 25; CCS Chem., 2020, 2, 488; J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 11577; J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 11577），近期利用一系列金属卟啉（钴、镍、铜、锌）修饰钙钛矿薄膜，发现金属卟啉在钙钛矿晶界原位自组装形成超分子结构，该卟啉自组装超分子结构可以实现钙钛矿晶界间电荷的有效提取及快速传输，从而实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池器件组装（J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 18989）。

然而卟啉自组装超分子结构与电荷传输性能间的构效关系仍然不明确，为了解决这一难题，近日，兰州大学曹靖教授课题组进一步通过热诱导结构转变的方法成功制备了两种单胺基铜卟啉超分子，两种超分子结构中卟啉分子间通过中心铜离子和氨基功能基团通过超分子作用实现自组装，不同作用方式实现了不同的堆积结构。通过计算和实验发现两种超分子结构晶格中存在两种截然不同的大极化子：均一化大极化子和不均一化大极化子，从而实现完全不同的电荷传输行为。电池性能测试发现：基于不均一化大极化子的超分子电池器件表现出降低的性能，而基于均一化大极化子的超分子电池器件表现出明显提高的光电转化效率，最高效率达到24.2%，并表现出优异的水、光及热稳定性。该工作提出：在芳香族光电材料中构筑均一化大极化子可以加快电荷传输，为具有良好电荷传输性能的光电材料设计提供了一种全新思路。