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Spiro-OMeTAD是高效稳定柔性钙钛矿太阳能电池（FPSCs）的主要空穴传输材料（HTM），但其缓慢的氧化速率和应力下的薄膜开裂问题导致器件效率和稳定性下降。

本文华南师范大学姜月和赣南师范学院高进伟等人引入了一种多功能自修复氮氧自由基单体DT-TEMPO，通过p型掺杂提升Spiro-OMeTAD的空穴迁移率和导电性，同时优化钙钛矿与Spiro-OMeTAD之间的能级对齐和电荷转移过程。此外，DT-TEMPO通过动态二硫键的断裂与重构赋予Spiro-OMeTAD自修复能力。优化后的钙钛矿太阳能电池在刚性基底上实现了25.69%的功率转换效率（认证效率25.30%），柔性基底上达到24.19%。

值得注意的是，含DT-TEMPO的FPSCs在2万次弯曲（半径6 mm）后仍保持90%以上的初始效率，并通过自修复过程恢复至≈95%。

文章亮点总结

  1. 高效p型掺杂与能级优化：
    DT-TEMPO作为新型自由基掺杂剂，显著加速Spiro-OMeTAD的氧化过程，提升空穴迁移率（达2.45×10⁻⁴ cm²·V⁻¹·s⁻¹）和导电性（1.95×10⁻⁵ S·cm⁻¹），同时优化能级匹配，使刚性器件效率突破25.69%。

  2. 动态二硫键自修复能力：
    DT-TEMPO通过动态二硫键的断裂与重构实现HTL的自修复，柔性器件在2万次弯曲后效率恢复至95%，解决了机械应力导致的薄膜开裂问题。

  3. 高稳定性与工业化潜力：
    器件在未封装条件下1500小时效率几乎无衰减，且柔性模块效率达21.23%，为可穿戴电子和便携设备应用提供可靠方案。

Z. Yang, J. Wei, Y. Liu, Y. Jiang, L. Liu, Y. Li, S. Yu, Z. Xing, Z. Wang, Y. Chen, J. Gao, Radical p-Doping Spiro-OMeTAD for Efficient, Stable and Self-Healing Flexible Perovskite Solar Cells. Adv. Mater. 2025, 2417404.

https://doi.org/10.1002/adma.202417404

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