无掺杂空穴传输材料是高效稳定的正式钙钛矿太阳能电池的理想材料,但目前大多数定制HTM分子结构的设计策略仅限于单一策略。鉴于此,2024年3月19日江西师范大学梁爱辉&陈义旺&华南理工大学薛启帆刊发双策略定制无掺杂空穴传输材料的分子结构用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的研究成果,本文通过结合共轭工程和侧链工程的双策略方法设计了四种基于二噻吩并噻吩吡咯(DTTP)核心的HTM。具有酯烷基链的DTTP-ThSO可与主链中的噻吩通过S·O非共价构象锁形成六元环,具有良好的平面性、高质量的薄膜、匹配的能级和高空穴迁移率,以及强的缺陷钝化能力。因此,基于无掺杂剂 DTTP-ThSO的钙钛矿太阳能电池实现了23.3%的显著功率转换效率和良好的长期稳定性,代表了基于未掺杂有机空穴传输材料钙钛矿太阳能电池的最高值之一。特别是,82.3%的填充因子(FF)是迄今为止基于无掺杂小分子HTM的正式钙钛矿太阳能电池的最高值。此外,基于DTTP-ThSO的器件在大面积(1.01 cm2)器件中实现了20.9%的优异效率。这项工作清楚地阐明了HTM的结构与性能关系,并提供了一种实用的双策略方法来设计高性能钙钛矿太阳能电池的无掺杂HTM。

(三审三校:朱子欣,蒋平,廖勋凡)