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倒置型钙钛矿太阳能电池（PSCs）是一类新兴的光伏技术，因其简化的器件结构、低温溶液加工性、小型迟滞效应以及与柔性基板和全钙钛矿叠层器件的高兼容性，被广泛应用于下一代高效光伏器件。与传统的富勒烯基电子传输材料（ETM）相比，非富勒烯 ETM 具有优异的光热稳定性、可溶液加工性以及较强的界面相互作用。然而，现有的非富勒烯 ETM 仍存在电子传输能力不足、器件。

鉴于此， 南方科技大学 廉卿 、 冯奎、郭旭岗和美国佐治亚理工学院Antonio Facchetti 等人 在Nature Materials期刊上发表了题为“Non-fullerene electron-transporting materials for high-performance and stable perovskite solar cells”的最新论文。效率较低等问题，严重制约了 PSCs 的性能和长期稳定性。该团队设计并合成了一种氰基功能化二噻吩酰亚胺二聚体（CNI2）基聚合物（PCNI2-BTI），用于倒置 PSCs 的电子传输层。该材料不仅具有优异的光热稳定性，还能有效改善与钙钛矿层的界面相互作用，提高电子提取效率。研究人员利用该 ETM 构建 PSCs，显著提升了器件的光电转换效率（PCE），最高达 26.0%（认证值 25.4%）。

此外，该器件在 ISOS-L-3 测试条件下的 T80 寿命接近 1300 小时，展现出优异的长期稳定性。研究团队还合成了三种额外的 CNI2 基聚合物 ETM，所得 PSCs 的平均 PCE 超过 25%。该研究为开发高性能、高稳定性的非富勒烯 ETM 提供了新的思路，并进一步推动了钙钛矿光伏技术的商业化进程。

图 1：ETM 的化学结构及物理化学性质。

图 2：PCBM 与两种非富勒烯 ETM 的热学特性、电子传输特性及微观结构。

图 3：钙钛矿/ETM 界面的表面形貌及电子动力学特性。

图 4：界面相互作用及缺陷钝化效应。

图 5：PSCs 的光伏性能及长期稳定性。

PCNI2-BTI作为一种氰基功能化的n型聚合物，不仅在光电转换效率（PCE）上达到26.0%（认证值25.4%），还在长期稳定性上表现出优异的性能，这为提升PSCs的光伏性能和稳定性提供了新的思路。研究揭示了高性能非富勒烯ETM的关键设计原则，包括优异的溶解性、良好的主链共面性、低费米能级、优秀的光热稳定性以及有利的π-π堆积取向等，这些特性显著改善了与钙钛矿层的相互作用，提升了电子传输效率。

进一步地，本文提出的三种新型非富勒烯ETM也成功实现了超过25%的PCE，进一步验证了该设计策略的有效性。因此，本研究不仅推动了非富勒烯ETM材料在PSCs中的应用，还为未来高效、稳定的钙钛矿光伏器件的设计提供了重要的理论依据和实践经验，具有深远的科学和应用价值。

Feng, K., Wang, G., Lian, Q. et al. Non-fullerene electron-transporting materials for high-performance and stable perovskite solar cells. Nat. Mater. (2025). https://doi.org/10.1038/s41563-025-02163-4

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