共轭聚合物被认为是高效稳定的钙钛矿太阳能电池（PSCs）中无掺杂空穴传输材料（HTMs）的候选材料。迄今为止，绝大多数高分子HTMs都具有结构复杂的苯并[1，2-b：4，5b‘]二噻吩(BDT)类似物和吸电子杂环，进而形成了较强的供体-受体（D-A）结构。

近日，瑞典皇家理工学院孙立成院士报道了通过将苯二咔唑（PC）单元插入到聚合物噻吩或硒烯链中来合成新型的基于PC的聚合物HTMs（PC1，PC2和PC3），以增强相邻聚合物链的π-π堆积，此外，基于PC的宽而平坦的共轭骨架可以有效地与钙钛矿表面相互作用。

文章要点

1）研究人员通过对聚合物的构象和元素组成进行调节以获得具有合适能级，优异热稳定性和耐湿性，以及卓越光电性能的聚合物。

2）结果显示，具有PC3的无掺杂剂HTM的PSC表现出20.8％的高稳定功率转换效率（PCE），同时显著提高了其使用寿命，进而成为基于无掺杂剂HTM的最佳PSCs之一。

3）实验和理论研究结果表明，聚合物的平面构象有助于聚合物链的有序和正面堆积。此外，“Lewis soft”硒原子的引入可以通过Pb-Se相互作用钝化钙钛矿薄膜的表面陷阱位，促进界面电荷的分离。

研究工作提供了无掺杂聚合物HTMs材料合理设计的指导原则，同时也启发了小分子HTMs材料的理性探索。

Zhaoyang Yao, et al, Conformational  and  Compositional  Tuning  of Phenanthrocarbazole  Based  Dopant-Free  Hole-Transport Polymers Boosting Performance of Perovskite Solar Cells, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c08352

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c08352