甲脒碘化铅（FAPbI₃）的理论带隙为1.48 eV，是钙钛矿太阳电池中最理想的光吸收材料。基于FAPbI3的正式钙钛矿太阳电池经实现了接近26%的功率转换效率。但是，FAPbI₃在反式结构的钙钛矿太阳电池中的应用仍面临挑战，主要是因为其在疏水性的空穴传输层上的成膜性能较差，或者在与化学不稳定的空穴传输材料接触时容易产生更多的形貌或电子缺陷。

基于双亲性小分子设计策略而开发的多功能氰基膦酸锚定有机空穴传输材料，能够有效地减少钙钛矿太阳电池埋底界面的形貌和电子缺陷。此外，氰基膦酸基团能够通过晶界处离子的螯合作用，增加钙钛矿薄膜的结构和相稳定性。

近日，华东理工大的吴永真教授团队通过分析目前在反式钙钛矿太阳电池中常用空穴传输材料的局限性，提出使用双亲性小分子空穴传输材料PTZ-CPA优化埋底界面并调控FAPbI3钙钛矿的结晶，获得了优异的光伏性能以及显著提高的器件稳定性。

密度泛函理论计算表明，PTZ-CPA的分子偶极矩远大于参比分子MeO-2PACz，有利于ITO/HTL/钙钛矿界面处的空穴转移。紫外线光电子能谱测试结果表明，PTZ-CPA的最高占据分子轨道能级与FAPbI₃钙钛矿的价带顶更匹配，这种能级排列有助于减少界面能量损失。

PTZ-CPA分子结构上的多官能团（膦酸、氰基和硫原子）与碘化铅之间形成较强的相互作用力，能够降低FAPbI₃钙钛矿的结晶速率，这有助于钙钛矿结晶度的增强和晶粒尺寸的增大。此外，底面显示出致密均匀的薄膜形貌，没有明显的纳米孔洞。

基于PTZ-CPA的反式FAPbI₃钙钛矿太阳电池实现了25.35%的最佳功率转换效率，是迄今为止基于主要成分为FAPbI₃的反式钙钛矿太阳电池的最高效率之一。

沉积在PTZ-CPA上的FAPbI₃钙钛矿薄膜在相对湿度为30±10%的环境空气中表现出优异的热、光稳定性，并且相应的器件在氮气氛围中持续工作2000小时后仍能保持初始效率的90%。

综上所述，这项工作通过空穴传输层调控FAPbI₃钙钛矿结晶过程以实现最佳光伏性能和长期稳定性，展示了开发新型空穴传输材料对提升FAPbI₃钙钛矿太阳电池的重要意义。