空穴
界面工程已成为解决钙钛矿与空穴传输层之间界面缺陷和能级失配问题的有效策略。该空穴界面分子设计策略为实现钙钛矿太阳能电池的高效率和高运行稳定性提供了可行路径。
在无机空穴传输材料上沉积的钙钛矿薄膜质量长期以来限制了相应器件的性能。基于CuCoO的冠军器件实现了26.70%和25.07%的高功率转换效率。异相成核与外延生长机制：CuCoO与钙钛矿之间近乎完美的晶格匹配促进了高质量钙钛矿薄膜的形成，显著降低了缺陷密度与残余应变。
自组装分子因其能精细调控界面能级并提升电荷选择性，已成为有机太阳能电池中传统空穴传输层的有前景替代材料。本研究浙江大学李水兴、李寒莹和陈红征等人报道了一种螺环构型的自组装分子4PA-SAcF，作为高性能空穴传输层应用于有机太阳能电池。基于PM6:Y6的有机太阳能电池采用4PA-SAcF后实现了19.52%的光电转换效率，是该材料体系迄今报道的最高值之一。
IMDEANanoscience（马德里）、EPFL、蔚山科技大学和其他合作者的研究人员最近开发了一种钙钛矿太阳能电池，其认证效率为25.2%，接近目前26.7%的世界纪录。还制造了一个25平方厘米的微型模块，在1,100小时后仍有22.1%的效率，保持了85%以上的初始性能—对于放大的钙钛矿器件来说，这是一个令人印象深刻的结果。这标志着向商业化迈出了一步，因为新材料克服了长期存在的效率损失和不稳定性等问题，这些问题限制了钙钛矿的部署。
采用该方法，PTAA基锡铅钙钛矿太阳能电池实现了22.67%的纪录效率。进一步应用于全钙钛矿叠层电池时，PTAAHTL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。
钙钛矿层与空穴传输材料之间的界面缺陷和自由体积对钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性具有关键影响。结合实验表征和原子分子动力学模拟，发现AdF-BCz相较于无氟的NF-BCz和对称氟化的SdF-BCz，表现出更优异的界面钝化稳定性，以及与钙钛矿表面更强的粘附力。此外，AdF-BCz还能减少界面自由体积，促进更紧密的界面接触，有效抑制离子迁移和钙钛矿降解。
论文概览贵州大学吕梦岚与孙艳明团队开发了两种基于噻吩扩展咔唑的自组装单分子层材料——2PAThCz与4PAThCz，作为高效空穴传输层应用于有机太阳能电池。图4：器件性能与稳定性全面评估该图系统比较了不同SAMs基有机太阳能电池的性能。结论展望该团队通过理性分子设计，成功开发出两种噻吩扩展型SAM材料2PAThCz与4PAThCz，其中4PAThCz凭借其优异的溶解性、高有序性和强界面作用，在三元有机太阳能电池中实现了20.78%的效率突破。
论文概览钙钛矿层与空穴传输材料之间的界面缺陷和自由体积是影响钙钛矿太阳能电池效率与稳定性的关键因素。此外，AdF-BCz还能减少界面自由体积，促进更紧密的界面接触，有效抑制离子迁移和钙钛矿降解。图a展示了钙钛矿/空穴传输材料界面存在的普遍问题以及经过优化分子修饰后的理想高质量界面。其基于该材料的PSCs实现了25.35%的高效率与卓越的长期稳定性，为高性能、高稳定性钙钛矿太阳能电池的开发提供了新思路。
在无预沉积空穴传输层的钙钛矿太阳能电池中，利用自组装分子建立低阻钙钛矿/ITO接触对实现高效空穴传输至关重要。ATAA的小分子尺寸和与DMAcPA的分子间相互作用，使其能均匀分散于大尺寸DMAcPA之间，促进致密分子排列，有效抑制聚集，提升空穴传输效率。实现高效率与高稳定性：倒置PSCs效率高达26.64%，并在1000小时连续光照下保持98.5%的初始效率，显著提升器件稳定性。
论文概览在反式钙钛矿太阳能电池中，SAM因其能级匹配性好、光吸收损失极小，被广泛用作空穴选择层。然而，传统SAM分子间作用力较弱，容易导致分子团聚、界面接触不良以及严重的非辐射复合损失。此外，分子中的甲氧基可与钙钛矿中未配位的Pb发生配位，有效钝化界面缺陷;三苯胺基团进一步强化了空穴提取与传输能力。
