在鈣鈦礦太陽能電池中，鈣鈦礦光吸收層夾在兩個電荷傳輸層之間，該電荷傳輸層收集所產(chǎn)生的空穴和電子并將其傳輸至電極。這些電荷傳輸層提高了電池的功率轉(zhuǎn)換效率，并對維持空氣穩(wěn)定性至關(guān)重要。最先進的空穴傳輸層由稱為spiro-OMeTAD的有機材料組成。然而，為了促進電荷的平穩(wěn)移動，他們需要吸濕性添加劑作為摻雜劑，這降低了鈣鈦礦在潮濕空氣中的穩(wěn)定性。

耐用、高性能的鈣鈦礦太陽能電池也需要耐用、高性能的電荷傳輸層。華東理工大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出了第一種不需要摻雜劑就能達(dá)到高電荷遷移率和穩(wěn)定性的有機空穴傳輸層，這種新型孔傳輸層的性能優(yōu)于參考材料，并能保護鈣鈦礦電池免受空氣濕度的影響。研究結(jié)果發(fā)表在《Angewandte Chemie》雜志上。

在其中一種喹喔啉中，噻吩能夠或多或少地自由旋轉(zhuǎn)，而在另一種喹喔啉中，噻吩是融合的，不能旋轉(zhuǎn)。兩種喹喔啉都形成了薄薄的結(jié)晶膜，是良好的空穴提取器，但只有那些融合了噻吩環(huán)的喹喔啉形成了良好的堆疊結(jié)晶層。

科學(xué)家們觀察到，含有新型空穴傳輸材料的鈣鈦礦太陽能電池的功率轉(zhuǎn)換效率超過21%。這些電池的性能優(yōu)于含有摻雜的spiro-OMeTAD的電池。此外，用新材料制成的器件比含有摻雜材料的器件更加耐用。不含摻雜劑的器件 "在30天內(nèi)保持了深色和均勻的光澤外觀"，而含摻雜spiro-OMeTAD的器件 "明顯褪色"。含喹喔啉的鈣鈦礦太陽能電池還能抵抗潮濕的空氣。

論文標(biāo)題為《A Coplanar πExtended Quinoxaline Based HoleTransporting Material Enabling over 21% Efficiency for DopantFree Perovskite Solar Cells》，發(fā)表在《Angewandte Chemie International Edition》上。