陕西师范大学材料学院刘生忠

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富勒烯衍生物，例如PCBM，被广泛用作倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）中的电子传输层（ETL）。由于其低的电子迁移率，实现高质量成膜的复杂性以及钙钛矿/PCBM界面处的严重非辐射复合导致倒置PSC相比于正置PSC效率较低。近日，刘生忠团队提出了一种克服这些挑战的有效策略，即将共轭的n型聚合物材料与PCBM混合在一起，形成具有高电子迁移率和合适能级（HBM）连续膜。

研究发现HBM薄膜完全覆盖钙钛矿表面以增强电子提取。由于相对介电常数大，HBM的临界电子捕获半径从PCB的14.89nm减小到12.52 nm，导致钙钛矿/HBM界面处的非辐射复合减少。基于HBM ETL的倒置PSC的效率超过20.6％，填充因子高达0.82。此外，由于HBM ETL的高疏水性，器件的稳定性得到很大改善。在45天后的环境空气条件下，基于HBM显示的倒置PSC的效率保持为初始值的80％，显著高于对照组（48%）。该工作将进一步推进高效稳定的倒置PSC的发展。

Yang,D. Priya, S. Liu, S. et al. Stable Efficiency Exceeding 20.6% forInverted Perovskite Solar Cells through Polymer-Optimized PCBMElectron-Transport Layers. Nano Letters, 2019.

DOI:10.1021/acs.nanolett.9b00936

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.9b00936