近日，bv伟德国际体育新型电池物理与技术教育部重点实验室王晓峰教授团队在钙钛矿太阳能电池空穴传输材料研究方面取得重要进展，相关成果以“Perovskite Solar Cells Based on Polymerized Chlorophyll Films as Environmentally Friendly Hole-Transporting Layers”为题发表在国际权威期刊《Small》上。

空穴传输层在反式钙钛矿电池的性能中扮演着至关重要的角色。叶绿素（Chls）材料是一种地球上广泛存在的有机半导体，自然界中储量丰富，价格低廉，环保无污染，并且具有良好的载流子迁移率和合适的费米能级，因此很有希望用于光伏设备。然而，与使用其他常见的有机聚合物制备的薄膜相比，采用溶液法制备的叶绿素薄膜却存在着较低的载流子迁移率的问题，这一限制影响了它们在光伏设备中的应用。

基于此，该工作采用电化学聚合的方法，将两种叶绿素分子（CuChl和NiChl）以化学键的方式连接起来，从而实现叶绿素分子间电荷传递向分子内电荷传递的转变，降低了电荷迁移势垒。随后，将这两种聚合叶绿素薄膜应用为基于CH₃NH₃PbI₃ 钙钛矿电池的空穴传输层。与采用传统溶液法制备的叶绿素薄膜相比，基于聚合叶绿素薄膜的器件展现出了最高19.0%的能量转换效率，这也是叶绿素材料应用于光伏器件中最高的能量转换效率之一。此外，基于聚合叶绿素薄膜的器件还展现出了出色的长期稳定性，这也为其在实际中的应用提供了坚实的基础。这些研究结果突显了聚合叶绿素薄膜在替代传统反式钙钛矿电池中传统空穴传输材料方面的潜力。这一方法充分利用了丰富、环保且多用途的叶绿素衍生物，为进一步开发下一代空穴传输材料、提升钙钛矿电池性能提供了广泛的前景和可能性。

论文第一作者为bv伟德国际体育2022级凝聚态物理专业博士研究生刘子嫣，通讯作者为王晓峰教授。该工作得到了国家自然科学基金面上项目的资助。

论文全文链接：

https://doi.org/10.1002/smll.202305484