Nat Commun：杂芳基衍生物作为空穴传输层添加剂提升钙钛矿太阳能电池热稳定性

钙钛矿太阳能电池的热稳定性仍是其并入电网应用的关键挑战。本文日本产业技术综合研究所Hiroyuki Kanda等人报道了在Spiro-OMeTAD中采用杂芳基添加剂实现热稳定性提升的研究。这些添加剂有效抑制了空穴传输层中空洞的形成，并降低了与钙钛矿层的反应活性，显著改善了器件在85°C条件下的热稳定性。基于3-苯基吡啶和2-苯基吡啶的器件在2400小时85°C老化测试后，分别保持了初始光电转换效率的101%和104%。

同时，器件光电性能达到25%的转换效率。户外测试显示，在最大功率点跟踪1570小时后，初始功率点电压保持90%，展现出优异的光照与循环稳定性。通过对比36种杂芳基衍生物和60种添加剂组合，我们揭示了添加剂提升钙钛矿太阳能电池热稳定性的机理。

研究亮点：

1. 开创性热稳定性突破：首次发现2-苯基吡啶和3-苯基吡啶作为Spiro-OMeTAD添加剂，可使器件在85°C下老化2400小时后效率不降反升（维持101%和104%），彻底解决传统tBP添加剂导致的热分解问题。

2. 机理深度揭示：通过36种衍生物筛选结合XRD、ToF-SIMS、DFT计算等手段，阐明苯基吡啶类添加剂通过抑制HTL空洞形成、降低与钙钛矿反应活性、增强电荷提取三重机制提升稳定性。

3. 效率与稳定性兼得：优化器件实现25%光电转换效率，且户外MPPT跟踪1570小时后仍保持90%初始功率点电压，同时成功制备孔径面积1.664 cm²的迷你模组（效率18.3%），展现出从材料到模组的实用化潜力。

Kanda, H., Mondal, S., Eguchi, N. et al. Heteroaryl derivatives for hole-transport layers improve thermal stability of perovskite solar cells. Nat Commun (2026).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-68236-9

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