日本產業技術總合研究所(AIST)發表與日本精化共同開發了一項不使用摻雜劑(Dopant)，可應用於鈣鈦礦太陽電池之新型有機電洞傳輸材料。
鈣鈦礦太陽電池使用的有機電洞傳輸材料藉由混合鋰離子等摻雜劑，可提高電洞遷移率約10倍，進而獲得高光電轉換效率。然而摻雜劑通常具有吸濕性，導致對水分的耐久性降低，因此對於無須添加摻雜劑即可獲得高光電轉換效率之電洞傳輸材料的開發需求也隨之提升。此次研究團隊即在既有電洞傳輸材料中導入新化學結構，進而成功地實現了無需摻雜劑即可獲得高光電轉換效率的新型電洞傳輸材料。
鈣鈦礦太陽電池的有機電洞傳輸材料「Spiro-OMeTAD」其分子末端具有由氧和甲基組成的甲氧基(Methoxy Group)，研究團隊透過將甲氧基變更為二甲胺基(Dimethylamino)以提高電子供給性，並於分子中心附近導入具有高電子吸引性的腈基(Cyano Group)，進而合成出新型電洞傳輸材料。
在電洞傳輸材料不添加摻雜劑的條件下。將既有材料與新型電洞傳輸材料導入鈣鈦礦太陽電池(MAPbI3)後，光電轉換效率提升至16.3%，相對於使用既有材料的12.9%，利用新材料後的光電轉換效率約提高了3成。且將新型電洞傳輸材料應用於另一款鈣鈦礦太陽電池[Cs0.05(FA0.85MA0.15)0.95Pb(I0.89Br0.11)3]，轉換效率則達到18.7%。
此外，與厚度100～200nm的一般電洞傳輸材料相比，新材料可薄膜化至30～50nm。由於可利用較少的材料成膜，將能促進低成本化。
研究團隊也在未密封的太陽電池實施了85℃耐熱試驗。電池的初期性能維持了近1,000小時，實證具有高耐熱性，且由此可確認新型電洞傳輸材料能同時提高鈣鈦礦太陽能電池的轉換效率與耐久性。
今後研究團隊將推動不含摻雜劑之電洞傳輸材料的高性能化，以及耐熱性、長期穩定性的提升，並進一步開發出壽命20年以上之高效率鈣鈦礦太陽電池。