空穴传输材料（HTMs）作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）的核心关键材料，在高效提取空穴、保护钙钛矿层免受环境侵蚀方面发挥着至关重要的作用。目前，最常用的HTM Spiro-OMeTAD因其合成工艺复杂，成本高昂，限制了其在PSCs中的规模化应用。因此，设计开发低成本、高性能的新型HTMs成为当前钙钛矿太阳能电池领域的研究重点之一。在众多候选材料中，具有独特芳香共轭特性的吩噻嗪（PTZ）和吩噁嗪（POZ）衍生物已展现出巨大潜力。然而，现有设计大多仅采用单一的PTZ或POZ结构单元，尽管二者结构相似，但硫/氧原子替换导致了显著的电子分布和空间效应差异。将这两种互补结构单元组合可能产生的协同效应，此前尚未得到充分探索，是该领域的一个重要知识空白。

为此，江苏大学程明教授团队创新性地提出了一种杂化交叉分子设计策略，成功开发了以吩噻嗪-吩噁嗪杂化结构为核心的新型空穴传输材料（PTZ-POZ）。通过系统对比发现这种杂化设计使空穴传输材料PTZ-POZ成功融合了D-PTZ和D-POZ两者的优点，表现出更优的溶解性、更佳的薄膜形貌、最高的空穴迁移率以及最有效的缺陷钝化能力，有效提升器件光伏性能。基于PTZ-POZ的PSCs实现了卓越的光电性能：小面积器件（0.0625 cm²）的能量转换效率（PCE）高达25.85%，这也是目前基于吩噻嗪/吩噁嗪核心HTMs的PSCs所报告的最高效率之一；大面积器件（1.0 cm²）的PCE也达到了23.23%。此外，器件展现出优异的长期稳定性，在40-50%湿度、常温环境下放置1080小时后，仍能保持超过90%的初始效率。因此，本研究不仅通过创新的杂化交叉分子设计，为PSCs提供了高效、稳定、低成本的新型空穴传输材料，更深入揭示了不同杂原子单元在HTM分子内的相互作用机制及其对光电性能的影响，为未来高效HTMs的分子工程提供了新思路。

这一成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.上，文章的第一作者是江苏大学博士毕业生丁兴东和硕士毕业生周晓文。