AFM：均质化磷官能团化富勒烯用于增强钙钛矿太阳能电池的电子提取性能

来源：知光谷发布时间：2025-12-01 15:57:35

传统的富勒烯C60虽然是钙钛矿太阳能电池中常用的电子提取材料，但它有两个明显的缺点：一是在溶液里容易抱团，溶解性差；二是和钙钛矿的“互动”太弱，导致界面能量损失。

为了解决这些问题，福建师范大学刘然、邢舟和广西师范大学李书辉等人设计并合成了两种新型的磷官能团化富勒烯材料（PEF-Me和PEF-Et），通过简单的反溶剂法加入到电池中。磷官能团的引入，就像给富勒烯装了“抓手”，既提高了它的溶解性，又让它能牢牢地抓住钙钛矿表面。通过调控分子末端的烷基链，成功在钙钛矿表面构建了一层均匀的电子提取层。最终，基于PEF-Et的冠军电池实现了25.62% 的光电转换效率，并且在连续光照1000小时后，仍能保持91.7% 的初始效率，性能卓越。

研究亮点

分子设计巧妙的电子提取材料：通过在富勒烯上嫁接磷官能团，一举解决了传统C60溶解性差和与钙钛矿结合弱的两大痛点，增强了界面相互作用。
均质化层是关键：研究揭示，具有更长乙基链的PEF-Et分子在溶液中分散性更好，能在钙钛矿表面形成更均匀、致密的电子提取层，这是实现高效电子传输和收集的核心。
效率与稳定性兼得：该策略不仅将电池效率推高至25.62%，更在长达1000小时的连续光照测试中表现出极强的稳定性，为实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池提供了新思路。

Y. Huang, Y. Lin, Y. Pan, et al. “ Homogenized Phosphonate-Functionalized Fullerenes for Enhanced Electron Extraction in Perovskite Solar Cells.” Adv. Funct. Mater. (2025): e23354.

https://doi.org/10.1002/adfm.202523354

责任编辑：wanqin

钙钛矿

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