全钙钛矿叠层太阳能电池的稳定性是一个重要问题，主要原因在于锡铅钙钛矿中常用的空穴传输层（HTL）——聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）具有酸性。采用疏水性HTL（如聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺]，PTAA）常因钙钛矿层覆盖不均而受限。
本文新加坡国立大学侯毅和国立阳明交通大学刁维光等人提出一种非退火方法制备高质量PTAA薄膜，可实现致密均匀的钙钛矿层。研究发现，钙钛矿前驱体中添加的SnF₂可促进PTAA的水平铺展，增强N与Sn之间的悬挂键形成，并通过SnF₂诱导的交联强化π–π相互作用。采用该方法，PTAA基锡铅钙钛矿太阳能电池（TLPSC）实现了22.67%的纪录效率。
进一步应用于全钙钛矿叠层电池时，PTAA HTL可实现完全覆盖的中间复合层，最终使叠层器件在模拟太阳光下最大功率点运行500小时后仍保持96%的效率，效率达28.14%。本研究突出了非退火方法的低成本、通用性和环保特性，并为PTAA基全钙钛矿叠层太阳能电池的性能提升提供了重要路径。
文章亮点
- 非退火PTAA制备技术：提出一种无需退火的HTL制备方法，避免传统退火导致的PTAA纵向聚集和疏水性增强问题，显著改善钙钛矿前驱体的润湿性和薄膜覆盖度。
- SnF₂诱导界面增强：SnF₂不仅作为还原剂，还通过与PTAA中的N形成悬挂键、增强π–π堆叠和交联作用，显著提升HTL/钙钛矿界面的结构致密性与电荷传输效率。
- 高效稳定叠层器件：PTAA基锡铅钙钛矿单结电池效率达22.67%，叠层电池效率突破28.14%，并在500小时持续光照下保持96%的初始效率，远优于传统PEDOT:PSS基器件。
C.-H. Kuan, X. Jiang, Q. Zhou, et al. “ Overcoming the Stability Issue for Hydrophobic Hole Transporting Layers Utilized in Tin-Lead Perovskite and Tandem Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e22134.
https://doi.org/10.1002/adfm.202522134
