富勒烯及其衍生物用于柔性钙钛矿太阳电池电子传输层的研究

【作者】 安明伟； 郑珊瑜； 吴宝山； 云大钦； 谢素原；

【机构】 厦门大学化学化工学院能源材料化学协同创新中心固体表面物理化学国家重点实验室； 厦门大学能源学院；

【摘要】 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池是近年来发展起来的一种新型太阳能电池技术,由于其高效率和低成本的优势而成为下一代光伏技术的候选者^[1]。富勒烯及其衍生物由于具有电子迁移率高、能级匹配性好、柔性衬底兼容性广和分子结构设计性强等优点,成为钙钛矿太阳能电池最优秀的电子传输层材料之一^[2]。然而,外接官能团通常会降低碳笼之间的堆积密度,进而限制富勒烯衍生物的界面电子提取能力^[3]。同时,富勒烯衍生物的合成和纯化过程一定程度上提高了电子传输层材料的成本,不利于钙钛矿太阳能电池的实用商品化。针对上述问题,我们通过低温液相法制备富勒烯碳笼(C₆₀)界面修饰层,提高柔性钙钛矿太阳能电池的性能和成本效益。利用富勒烯碳笼合适的疏水性能和较高的电子迁移率,提高吸光层晶粒质量和界面电子转移速率,解决氧化钛电子传输层引起的界面电荷复合和光致劣化。在有效调控吸光层质量基础上,低温溶液法制备的富勒烯碳笼界面修饰层提升了正置柔性钙钛矿太阳能电池能量转化效率（稳态效率大于16%）、抗弯折性能（1500次弯折保持率80%）、光照稳定性（100分钟持续光照保持率100%）^[4]。更多还原