在钙钛矿太阳能电池中，空穴传输材料（HTMs）起到至关重要的作用。聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]（PTAA）是一种广泛应用于钙钛矿太阳能电池中的空穴传输材料，其高效的空穴提取能力和与钙钛矿活性层的化学惰性可用于制备多种高性能钙钛矿太阳能电池。然而，高疏水性的PTAA无法浸润钙钛矿前驱体溶液，使得大面积制备变得困难。近年来，咔唑磷酸(PACz)小分子型HTMs涌现，与PTAA不同的是，PACz型小分子HTMs依靠在导电玻璃（TCO）上形成自组装单体(SAM)层来提取空穴，但是其空穴传输性能对涂层厚度和衬底粗糙度敏感，以及其分子在TCO表面覆盖率低，限制了其在钙钛矿光伏电池器件中的应用。因此，开发对厚度和衬底粗糙度不敏感的高性能HTMs对于钙钛矿光伏电池的商业化至关重要。

1.前言回顾

金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）被认为是下一代的光伏技术，由于其溶液可加工性、机械灵活性和优异的光电性能。在不同类型的PSCs中，p-i-n型（或倒置）PSCs由于其可以在低温条件下加工、较低的材料成本和更好的器件稳定性而更易商业化。其中，聚（三芳基胺）（PTAA）是p-i-n钙钛矿太阳能器件中常使用的HTM。然而，其疏水性使钙钛矿膜的大面积保形涂层遇到了很大的挑战。近期，咔唑膦酸（PACz），如Me-2PACz、Me-4PACz和MeO-2PACz，已经作为小分子型HTM出现。与PTAA不同，PACz型小分子HTM依赖于在TCO上形成自组装单体（SAM）层来提取空穴，其空穴传输性能对层的厚度和覆盖率特别敏感。在小面积基底的旋涂过程中，PACz型HTM溶液由于其离心力可以快速的干燥，并且相对更容易铺展成具有良好覆盖率的薄层。然而，当涉及到在TCO上进行大面积钙钛矿膜的刀片或槽模涂层时，PACz通常先填充TCO的纳米尺寸谷，这就导致多层PACz堆叠的覆盖率较低。此外，在钙钛矿太阳能器件的实际制造中，使用氟掺杂的氧化锡（FTO）衬底代替昂贵的铟掺杂的氧化锌（ITO）可以很好的降低生产成本。但是，FTO衬底比ITO粗糙很多，在FTO上形成紧凑的SAM层更具有挑战性，这也大大限制了PACz-SAM层在钙钛矿太阳能器件中的实际应用。因此，开发对层的厚度和衬底粗糙度不敏感的高性能HTM，对于可扩展涂层和钙钛矿光伏产业的商业化至关重要。

第一作者：Tianxiao Liu, Zhijun Ren, Yangyang Liu 

通讯作者：Feng Gao（瑞典林雪平大学高峰）, Shangshang Chen（南京大学陈尚尚）

研究背景

金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其溶液可加工性、机械柔性和优异的光电特性而受到广泛研究关注。其中，具有正-本征-负（p-i-n）结构的倒置PSCs因制备简单、成本低廉，在商业化应用中前景广阔。然而，p-i-n PSCs的商业化进程受限于其长期稳定性不足的问题，尤其是在实际环境中暴露于热、湿气和紫外（UV）辐射等多重应力下时，器件性能会显著下降。尽管PSCs的热稳定性和可见光稳定性已被广泛研究，但其本征紫外稳定性仍缺乏深入探索。紫外光仅占AM 1.5G太阳光谱的4%至5%，却可能在界面处诱发深能级缺陷态（如Pb²⁺转化为Pb⁰），严重损害PSCs的工作稳定性。