有机-无机杂化钙钛矿中的挥发性有机组分长期受热时会发生逃逸。钙钛矿的离子特性不但导致其在潮湿环境中容易发生化学降解，还导致在局部强电场作用下发生离子迁移。此外，微米尺寸的钙钛矿晶粒带来薄膜高的粗糙度。

因此，在钙钛矿太阳能电池中，与钙钛矿层形成异质结的电荷传输层必须具有足够的厚度、均匀性、致密性以及阻挡易扩散组分的作用。所有这些问题，对开发适用于高性能钙钛矿太阳能电池的有机空穴输运层提出了苛刻的要求。

近日，浙江大学王鹏教授课题组设计并合成了3种具有高内聚能密度、高玻璃化转变温度、可溶液加工的氮杂[5]螺烯基半导体聚合物。

这项研究使用了仅有一个原子差异的吩噻嗪和吩噁嗪作为共聚单元，揭示了二者在能级调控方面的惊人差异，并带来空穴浓度、电导率和空穴迁移率的区别。通过系统的分析，鉴定出一种有效的空穴输运材料，称为p-A5HP-E-POZOD-E。除了高玻璃化转变温度，p-A5HP-E-POZOD-E还具有良好的成膜性、高的模量、出色的防水性和低的离子扩散性。

以p-A5HP-E-POZOD-E作为空穴输运材料的钙钛矿太阳能电池表现出25.5%的平均能量转换效率，同比条件下，优于明星材料spiro-OMeTAD的23.0%。更重要的是，基于p-A5HP-E-POZOD-E的电池表现出良好的85oC热存储稳定性和45oC运行稳定性。这项工作为进一步探索螺烯在高玻璃化转变温度的半导体聚合物中的应用奠定了基础。