电子传输层（ETL）材料的不足仍然是限制倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）整体光伏性能的关键瓶颈。富勒烯衍生物（如PCBM）因其优异的电子亲和力和与钙钛矿层的能级匹配，被广泛用于PSCs的ETL材料。然而，PCBM存在高能量无序、自聚集倾向和缺陷钝化能力不足等问题，导致显著的载流子复合和界面电荷积累。
本文
北京化工大学李明华、中国科学院化学研究所胡劲松和中南大学赵富稳等人
开发了一种磷酸盐取代的富勒烯衍生物FuPE，用于增强基于PCBM的ETL在PSCs中的性能。FuPE的引入有效紧凑了分子堆叠，增强了结晶度和分子间相互作用，抑制了自聚集并改善了FuPE:PCBM共混物的界面相容性。与纯PCBM相比，FuPE:PCBM共混膜具有更高的电子迁移率（0.183 cm² V⁻¹ s⁻¹）、更低的陷阱密度、更均匀的薄膜形貌和更强的缺陷钝化能力。
因此，使用FuPE:PCBM作为ETL的PSCs实现了减少的陷阱辅助复合和更高效的载流子提取，从而获得了超过26%的功率转换效率（PCE），并提升了操作稳定性。这项工作为优化富勒烯基ETL提供了一种有效策略，推动了高效耐用PSCs的发展。
文章亮点总结
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新型磷酸盐取代富勒烯衍生物FuPE
: 本文开发了一种新型的磷酸盐取代富勒烯衍生物FuPE，通过与PCBM共混，有效紧凑了分子堆叠，增强了结晶度和分子间相互作用，显著提升了ETL的性能。
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高效稳定的钙钛矿太阳能电池
: 使用FuPE:PCBM作为ETL的PSCs实现了超过26%的功率转换效率（PCE），并显著提升了器件的操作稳定性，尤其是在连续光照下表现出优异的耐久性。
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抑制自聚集与增强界面相容性
: FuPE的引入有效抑制了PCBM的自聚集，改善了ETL与钙钛矿层的界面相容性，减少了界面缺陷，从而提升了载流子提取效率并降低了陷阱辅助复合。
Compacting Molecular Stacking and Inhibiting Self-Aggregation in Fullerene Transporting Layer for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells
Dan He, Jiahao Zhang, Xue-Yuan Gong, Xinying Ruan, Xin-Bo Ma, Chaoyi Yao, Xingxing Shen, Ming-Hua Li, Jianqi Zhang, Jin-Song Hu, Chunru Wang, Fuwen Zhao
First published: 22 March 2025
https://doi.org/10.1002/ange.202502950
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