近日，我校2020级访问学生赖雪以第一作者的身份在Small上发表新型非掺杂空穴传输材料通过膜厚调控策略实现高效反式钙钛矿太阳能电池的最新学术成果。该研究取得了广泛的关注，被Materials Views China作为亮点文章报道。

(a) DMZ 分子结构；(b) 器件结构；(c) 在 AM 1.5G 的光照下，基于PEDOT:PSS 和非掺杂DMZ HTM 最佳器件的J-V曲线；(d) 基于不同DMZ HTL 厚度的器件效率；(e) 器件的FF 和Voc随 DMZ HTL 从 6 mg/mL-0.5 mg/mL的变化；(f) 基于PEDOT:PSS 和DMZ HTM 的器件在RH= 45-50%空气中的稳定性。

赖雪在电子与电气工程系Aung Ko Ko Kyaw教授和南京工业大学李公强教授的指导下，综合前人设计空穴传输材料的经验，结合分子结构单元间旋转可调能够影响分子构象空间分布的情况，利用构象可调的柔性核骨架（FCTC）设计策略，发展了一类高效非掺杂的马鞍型空穴传输材料。在本次研究中，他们又将这一理念应用到基于三苯胺边臂和双芴核骨架的新型空穴传输材料设计中，合成了新型有机HTMs (DMZ)，将其应用于反式平面结构钙钛矿太阳能电池中。结果表明，基于非掺杂DMZ 的电池器件可获得最高18.61％的PCE（Jsc = 22.62 mA /cm2，Voc = 1.02 V和FF = 81.05％），与基于PEDOT:PSS 的相应器件相比，其PCE提高了约50%，且几乎没有迟滞现象。此外，基于DMZ的电池器件在50%湿度的空气中放置556 小时后，其PCE仍保持初始 90%，显示出更好的稳定性。

通过系统研究空穴传输层薄膜厚度对钙钛矿形貌和器件性能的影响，发现：随着空穴层的厚度从 3.5 nm 上升至 30 nm （相应DMZ 溶液浓度为 0.5 m/ml 到 6.0 mg/ml），空穴传输层的表面接触角也从 21.1o上升为84.0o，直接影响了钙钛矿层的薄膜晶粒尺寸和结晶程度，使得钙钛矿层缺陷态密度也有较大变化，进而影响了器件的Voc和 FF；其中FF 从81.38% (最高为82.57%) 降至68.22%，而Voc则从0.99 V 上升至 1.03 V；当空穴传输层厚度为~13nm时 (浓度为 2 mg/ml )，器件的性能最佳，PCE高达18.61%。

基于上述研究发现，空穴传输层的薄膜厚度不仅影响到空穴传输层自身的传输性能和与钙钛矿层的浸润性，还能通过调控其厚度，实现对钙钛矿层形貌和结晶性的调控，进而提高钙钛矿太阳能电池器件光电转换效率和稳定性，对未来发展更加高效的空穴材料以及优化钙钛矿电池器件具有重要参考价值。

赖雪于2017年4月份作为访问学生加入南方科技大学，导师为电子与电气工程系Aung Ko Ko Kyaw教授，专业为有机化学，主要研究课题是应用新型有机小分子作为钙钛矿太阳能电池的空穴传输材料和钙钛矿太阳电池稳定性的研究。