(相關資料圖)

富勒烯基電子傳輸層(ETL)常用于錫基鈣鈦礦太陽能電池以實現高功率轉換效率，但其存在成本高、合成復雜、電子遷移率低以及與鈣鈦礦相互作用有限等問題。

為解決這些問題，復旦大學趙巖、王洋和梁佳等人采用非富勒烯ETL，即氟化三受體聚合物(P1、P2和P3)，其具有成本低、合成簡單、電子遷移率高和結構靈活性好等優勢。這些聚合物能與錫基鈣鈦礦層形成連續、共形的界面，實現更強、更均勻的相互作用，尤其在大面積器件中表現突出。其中，P3實現了最優的能級對齊和高效的電子傳輸，使得0.04 cm2器件效率達16.06%(認證15.90%)，1 cm2器件效率達14.67%(認證14.51%)，優于富勒烯基器件。

得益于P3的長烷基側鏈和氟取代基的疏水性，兩種器件在連續1太陽光照550小時后仍能保持初始效率的85%以上。該研究展示了非富勒烯ETL在錫基鈣鈦礦光伏中的潛力。

研究亮點：

高效率與大尺寸兼備：采用非富勒烯ETL材料P3.實現了小面積(0.04 cm2)16.06%和大面積(1 cm2)14.67%的高效率，且均通過第三方認證，為錫基鈣鈦礦太陽能電池的大面積化提供了可行路徑。

界面相互作用顯著增強：P3與錫基鈣鈦礦之間形成強相互作用和連續共形界面，有效抑制了非輻射復合，提升了電荷提取效率與器件穩定性。

優異的環境穩定性：得益于疏水性長烷基鏈與氟原子的協同作用，器件在連續光照550小時后仍保持86%以上初始效率，在空氣中儲存1200小時幾乎無衰減。

Li, T., He, F., Shen, T. et al. Centimetre-scale fullerene-free tin-based perovskite solar cells with a 14.51% certified efficiency. Nat Energy (2025).

https://doi.org/10.1038/s41560-025-01919-1

關鍵詞： 太陽能電池