华东理工首篇《科学》论文：一石二鸟解决两大难题

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4月28日，《科学》在线报道了华东理工大学教授吴永真和朱为宏团队与合作者在有机空穴传输材料领域最新研究成果。

该工作创新引入氰基膦酸单元，发展双亲性小分子空穴传输材料，通过动态自组装构筑有序、超薄、表面超浸润层，一石二鸟完美解决了器件应用中载流子输运和界面缺陷控制两大难题。这是朱为宏团队继2022年在《自然》发表论文后取得的又一突破，也是华东理工大学首次以第一通讯单位在《科学》上发表的研究性论文。

“双亲性”小分子空穴传输材料动态组装“双层”膜结构，实现表面超浸润、大面积制备与器件界面缺陷控制。华东理工大学供图

有机空穴传输材料作为一类重要的有机半导体材料，已经在静电复印、激光打印和有机发光二极管等领域取得了大规模的商业化应用，同时也在新型光伏技术（如染料敏化太阳电池、有机光伏电池和钙钛矿太阳电池）中发挥着重要作用。但在光电器件应用中有机空穴传输材料仍面临诸多问题，其中最突出的问题是其低迁移率特性限制电荷输运性能。

针对低迁移率材料的电荷输运瓶颈问题，领域内主要通过引入“化学掺杂”提升薄膜电导率，但其过程复杂，制备难度高、重现性差，且不利于器件的长期稳定性。该研究团队经过长期研究积累和大量实验探索，创新提出锚定自组装策略，有效解决了载流子输运和界面缺陷控制两大难题。

论文主要创新成果包括：动态锚定自组装，构筑有序超薄膜突破空穴输运瓶颈；双亲性设计，实现表面超浸润与界面缺陷控制；利用该双亲性小分子空穴传输材料，通过动态锚定自组装在透明导电基底氧化铟锡（ITO）上构筑了“双层”膜结构；解决载流子输运和界面缺陷难题，突破反式钙钛矿太阳电池认证效率纪录。

新型有机空穴传输材料提升太阳电池器件性能。华东理工大学供图

相关论文信息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg3755