AFM：均質化磷官能團化富勒烯用于增強鈣鈦礦太陽能電池的電子提取性能

傳統的富勒烯C60雖然是鈣鈦礦太陽能電池中常用的電子提取材料，但它有兩個明顯的缺點：一是在溶液里容易抱團，溶解性差；二是和鈣鈦礦的“互動”太弱，導致界面能量損失。

為了解決這些問題，福建師范大學劉然、周星和廣西師范大學李書輝等人設計并合成了兩種新型的磷官能團化富勒烯材料（PEF-Me和PEF-Et），通過簡單的反溶劑法加入到電池中。磷官能團的引入，就像給富勒烯裝了“抓手”，既提高了它的溶解性，又讓它能牢牢地抓住鈣鈦礦表面。通過調控分子末端的烷基鏈，成功在鈣鈦礦表面構建了一層均勻的電子提取層。最終，基于PEF-Et的冠軍電池實現了25.62%的光電轉換效率，并且在連續光照1000小時后，仍能保持91.7%的初始效率，性能卓越。

研究亮點

1. 分子設計巧妙的電子提取材料：通過在富勒烯上嫁接磷官能團，一舉解決了傳統C60溶解性差和與鈣鈦礦結合弱的兩大痛點，增強了界面相互作用。

2. 均質化層是關鍵：研究揭示，具有更長乙基鏈的PEF-Et分子在溶液中分散性更好，能在鈣鈦礦表面形成更均勻、致密的電子提取層，這是實現高效電子傳輸和收集的核心。

3. 效率與穩定性兼得：該策略不僅將電池效率推高至25.62%，更在長達1000小時的連續光照測試中表現出極強的穩定性，為實現高效穩定的鈣鈦礦太陽能電池提供了新思路。

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

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