AFM：富勒烯衍生物层作为高效稳定钙钛矿太阳能电池的电荷传输桥

为解决倒置钙钛矿太阳能电池（PSCs）中钙钛矿/苯基-C61-丁酸甲酯（PCBM）界面存在的电荷传输不佳和复合损失问题，本研究香港理工大学Jasminka Popović、李刚和香港大学Aleksandra B. Djurišić等人引入了一种富勒烯衍生物中间层。

该中间层可通过其膦酸基团与钙钛矿表面缺陷发生相互作用实现钝化，同时分子的富勒烯部分与PCBM相互作用确保高效电荷传输。使用4-(1',5'-二氢-1'-甲基-2'H-[5,6]富勒烯-C60-lh-[1,9-c]吡咯-2'-基)苯基膦酸（CPPA）作为中间层，可显著缩短载流子寿命，表明电荷提取得到改善，从而使CsFA（从22.8%提升至24.6%）和CsFAMA（从22.1%提升至25.1%）PSCs的功率转换效率（PCE）显著增强。观察到的改善可归因于CPPA分子中膦酸和富勒烯的协同效应，因为苄基膦酸（BPA）界面层对载流子寿命和器件性能的改变要小得多。

CPPA中间层还增强了器件的稳定性，含CPPA的未封装器件在黑暗环境空气中存放2000小时后仍保持90%的初始PCE，而封装器件在1个太阳光照下进行1000小时最大功率点（MPP）测试后保持89%的初始效率，并在环境阳光下户外测试112天表现出稳定的性能。

文章亮点

1. 多功能界面桥接：CPPA分子通过膦酸基团有效钝化钙钛矿表面缺陷，同时其富勒烯部分与PCBM形成良好接触，充当高效的电荷传输桥梁，显著提升电子提取效率。

2. 显著提升器件性能：CPPA中间层使CsFA和CsFAMA基PSCs的PCE分别提升至24.6%和25.1%，并显著提高了填充因子（FF），降低了串联电阻。

3. 卓越的稳定性：未封装器件在黑暗环境中2000小时后保持90%初始效率，封装器件在持续MPP测试和户外长期运行中均表现出优异的稳定性，稳定性提升与二维钙钛矿相当，但效率更高。

H. Mo, D. Li, A. Sergeev, et al. “ Fullerene Derivative Layer as a Charge Transfer Bridge for Efficient and Stable Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e17140.

https://doi.org/10.1002/adfm.202517140

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