大连化物所“裁剪”出新型钙钛矿太阳电池空穴传输材料

近日，大连化物所郭鑫研究员和李灿院士团队，在钙钛矿太阳电池空穴传输材料的开发方面取得新进展，相关研究成果发表在《德国应用化学》上，并被选为VIP（Very Important Paper）论文。

据了解，有机-无机杂化钙钛矿太阳电池因其较高的光电转换效率受到广泛关注，其中空穴传输材料（HTM）在提升器件效率方面发挥着重要作用。目前应用最为广泛的空穴传输材料是Sprio-OMeTAD，但该分子的对称性较高，易于结晶而导致其薄膜稳定性差且存在针孔缺陷，这不仅降低了器件的稳定性，还不适用于大面积器件的制备，极大限制了其在钙钛矿太阳电池中的应用。

为解决上述问题，在前期工作的基础上，该团队基于“降低分子对称性，提高薄膜形态稳定性”的思想，从原来Sprio-OMeTAD的内核“裁剪”出低对称的新螺环核——螺茚，外围结合咔唑类树枝单元，成功合成了新型空穴传输分子Spiro-I。相比于准球形的Sprio-OMeTAD，该新分子呈现V型结构和更低的分子对称性，因此分子的结晶倾向被有效抑制，同时更容易形成无针孔的高质量薄膜。将Spiro-I作为HTM制备钙钛矿太阳电池，在大面积器件和器件稳定性方面的表现均优于经典材料Sprio-OMeTAD。

此外，该分子合成成本更低，器件加工过程中使用量少，有利于降低电池的整体成本。这一工作为制备高效、稳定、低成本的钙钛矿太阳电池提供了新的空穴传输材料，也为空穴传输材料的分子设计提供了新思路，将有助于推动钙钛矿太阳电池的进一步发展。（中国日报大连记者站）