顆粒在線訊：在反式鈣鈦礦中，富勒烯衍生分子PCBM廣泛的被應(yīng)用于電子傳輸層分子，但是PCBM的能級并不能夠非常好的匹配，鈍化效應(yīng)不足導(dǎo)致器件性能受到阻礙，分子容易產(chǎn)生聚集，而且形貌并不穩(wěn)定，導(dǎo)致器件的壽命降低。有鑒于此，北京大學(xué)占肖衛(wèi)、周歡萍、蘇州大學(xué)屠迎鋒等報(bào)道設(shè)計(jì)了一系列富勒烯分子FP-Cn (n=4, 8, 12)，作為除了PCBM外一種新型電子傳輸層，這種分子[60]富勒烯與三吡啶螯合基團(tuán)通過不同長度的柔性烷基鏈間隔連接。FP-C8/C60比PCBM/C60電子傳輸層分子構(gòu)建鈣鈦礦太陽能電池實(shí)現(xiàn)了更高的效率，更好的穩(wěn)定性/壽命。

本文要點(diǎn)：

1）發(fā)現(xiàn)在FP-Cn中，F(xiàn)P-C8具有最好的效果，能夠最有效的增強(qiáng)分子排序，提高吸附在鈣鈦礦層的表面，這是因?yàn)槠淠軌蚝芎玫脑隍献饔门c分子自組裝之間平衡。因此FP-C8具有最好的能量匹配和形貌穩(wěn)定性。

2）在基于FP-C8/C60作為電子傳輸層分子、Cs0.05FA0.90MA0.05PbI2.85Br0.15 鈣鈦礦太陽能電池器件的能量效率達(dá)到21.69 %，比PCBM/C60的效率更高（20.09 %）。因此改善了電子抽取和傳輸、有效的降低載流子的復(fù)合造成的損失。使用FP-C8/C60器件的構(gòu)建FAPbI3太陽能電池，電池的性能達(dá)到23.08 %，性能達(dá)到目前溶液相使用富勒烯衍生物分子作為電子傳輸層的太陽能電池器件性能的最好結(jié)果。

3）通過FP-C8/C60作為電子傳輸層構(gòu)建的鈣鈦礦太陽能電池器件比PCBM/C60具有更好的抗?jié)穸?熱穩(wěn)定性，在1200 h工作過程中保持96 %的效率，比PCBM/C60對比器件的性能更好（670 h工作后效率降低為60 %）。

文章鏈接：

Yiting Jiang, et al, Reducing Energy Disorder in Perovskite Solar Cells by Chelation, J. Am. Chem. Soc. 2022

DOI: 10.1021/jacs.1c12732

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c12732