能源与环境问题是目前人类面临的两个重大危机，也是科研工作者关注的重点领域。钙钛矿太阳能电池以其独特的物理性质、醒目的光电转化效率和良好的工业应用前景等特点，被认为是一种拥有巨大解决能源问题潜力的光伏器件。但其电池效率衰减(稳定性)等问题是其走向工业化应用急待解决的课题。现行钙钛矿电池比较普遍使用的空穴传输材料是一种比较昂贵的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)，需要通过掺杂锂盐以提高电池的性能，但这同时加剧了钙钛矿电池的不稳定性。所以一直以来研究人员希望寻找更加廉价和稳定的空穴传输材料来替代传统材料。

  日前，能源及催化领域国际知名期刊《Solar RRL》在线发表了题目为“聚噻吩/酞菁纳米复合材料用作钙钛矿太阳能电池高效空穴传输材料”（P3HT/Phthalocyanine Nanocomposites as Efficient Hole-Transporting Materials for Perovskite Solar Cells）。的论文。该篇论文的第一作者为南科大化学系2016级本科生胡启锟，南科大化学系许宗祥副教授为通讯作者。

钙钛矿太阳能电池示意图

  酞菁铜是一种具有优异光电特性的廉价小分子半导体材料。但其有机溶解性比较差，不利于廉价液相工艺规模制备光电器件。许宗祥课题组从分子设计层面出发，开发八甲基取代的酞菁铜并制备纳米材料，通过酞菁纳米材料与廉价商业化的高分子材料聚噻吩复合，开发出了具备更高载流子迁移速率及环境稳定性的空穴传输材料，实现溶液法制备出光电转换效率为16.61%的钙钛矿太阳能电池，效率高于传统商业化的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)。同时器件的稳定性大幅度提高。

酞菁纳米晶钙钛矿太阳能电池光电转换效率图

  该项研究工作获得深圳市科创委基础研究学科布局项目支持。

  论文链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/solr.201800264