众所周知，太阳能是目前最为清洁的可持续能源之一，逐渐成为替代石油燃料的重要能源。具有优异的光学和电子特性的有机金属卤化物钙钛矿，在众多太阳能电池材料中脱颖而出，受到了科学家们的广泛关注。目前，钙钛矿太阳能电池已经将光电转换效率(PCE)从2009年的3%提高到了现在的22%。虽然钙钛矿被视为极具潜力的下一代太阳能电池材料，但是，它存在一个严重的短板需要克服：钙钛矿材料怕水，其稳定性和性能会在潮湿的环境下迅速降低。
最近，韩国浦项科技大学(POSTECH)的Taiho Park研究团队研发出一种新方法，不仅可以进一步提高钙钛矿太阳能电池的光电转换效率，还能提高它在潮湿环境下的稳定性。Park和他的学生Guan-Woo Kim、Gyeongho Kang共同设计了一种疏水的导电聚合物材料，无需添加剂就能获得很高的空穴迁移率，很容易吸收空气中的水分。近日，他们在Energy & Environmental Science杂志中发表了一篇文章报道该研究成果。
通常，钙钛矿太阳能电池包括一个透明电极，导电层，钙钛矿，空穴传输层和一个金属电极。空穴传输层的作用很关键，因为它不仅需要将空穴传输给电极，还需要防止钙钛矿接触到空气。Spiro-MeOTAD是常用的空穴传输层材料，由于其本身的空穴迁移率不高，需要添加剂才能使用。然而，常用的添加剂之一——双(三氟甲烷)磺酸亚胺锂(LiTFSI)，会吸收空气中的水分。另外，Spiro-MeOTAD会形成一个弱亲水层，很容易吸收水分，因此不能起到隔绝湿度的作用。
Park的研究团队将主要精力集中于研发无添加剂(无掺杂)的聚合物型空穴传输层。研究人员通过结合苯并二噻吩(BDT)和苯并噻二唑(BT)的方法，设计并合成了一种疏水的导电聚合物材料。由于这种新型聚合物具有正面取向，提高了空穴的垂直电荷传输，从而实现了无添加剂下的高空穴迁移率。
Park和他的同事们指出，具有这种新型聚合物的钙钛矿太阳能电池具有高达17。3%的光电转换率，其稳定性也大大提高了——在湿度75%的环境下工作1400多小时(近2个月)，仍能一直保持高的光电转换效率。
浦项科技大学化学工程学院的Taiho Park教授说：“我们相信这一研究成果，能够进一步推进钙钛矿材料的应用，加速钙钛矿太阳能电池的商用化进程。”
