JACS：非对映异构富勒烯复合材料工程用于增强钙钛矿太阳能电池性能

实现钙钛矿太阳能电池（PSCs）的高性能和长期稳定性通常需要使用表面钝化层来抑制界面缺陷。然而，这些额外的钝化剂往往会引入化学和结构不稳定性，限制器件寿命。

本文香港理工大学李刚、塞尔维亚贝尔格莱德大学Aleksandra Mitrović、德国埃尔朗根-纽伦堡大学Jianchang Wu和Christoph J. Brabec等人提出一种分子工程策略，利用手性系列 C60C60-呋喃-糖（CFS）富勒烯衍生物与[6,6]-苯基-C61C61-丁酸甲酯（PCBM）共混，修饰电子传输层（ETL）。CFS的引入显著提高了ETL的电子迁移率和介电常数，同时其本征钝化功能有效钝化了钙钛矿表面缺陷。结果表明，采用PCBM-CFS-RS共混体系的PSCs实现了25.81%的光电转换效率（PCE），且无需额外钝化层，在1000小时老化后仍保持95%的初始性能。值得注意的是，CFS-RS是一种具有R/S构型异构体侧链的手性分子，有助于界面兼容性并提升器件性能。

本研究表明，调控富勒烯侧链中极性取代基的取向可有效影响共混膜的光电性能，从而同时提升PSCs的效率和稳定性。

文章亮点：

1. 手性富勒烯衍生物CFS-RS与PCBM共混，实现高效钝化与电子传输
   在不使用额外钝化层的情况下，器件效率高达25.81%，老化1000小时后仍保持95%性能。

2. 显著抑制PCBM二聚化，提升器件光热稳定性
   CFS分子的引入破坏了PCBM的紧密堆积，减缓了光照下的二聚化过程，增强了长期稳定性。

3. 手性构型调控分子极性与界面能级对齐
   CFS-RS异构体具有更高的偶极矩和更优的电荷提取能力，有效提升开路电压和填充因子。

Diastereomeric Fullerene Composite Engineering for Enhanced Perovskite Solar Cells

Jianchang Wu, Jiyun Zhang, Luyao Wang, Jovana Jakšić, Anastasia Barabash, Dušan Veljković, Andreas J. Bornschlegl, Vladislav Jovanov, Leopold Lahn, Olga Kasian, M. Eugenia Pérez-Ojeda, Klaus Götz, Tobias Unruh, Chaohui Li, Zijian Peng, Yunuo Wang, Jens A. Hauch, Lin-Long Deng, Veselin Maslak, Aleksandra Mitrović, Gang Li, and Christoph J. Brabec

Journal of the American Chemical Society Article ASAP

DOI: 10.1021/jacs.5c10340

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c10340

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