科学家们构建了一种新的金属富勒烯-高聚物莲藕互穿网络战略

4月8日，福建农林大学材料工程学院绿色光电器件与储能电池团队青年教师林智超与西安交通大学、河南大学、澳门大学等单位合作，在《自然》中发表了一篇题为《富勒烯-聚合物偶联层嵌入富勒烯-高效稳定钙钛矿太阳能电池界面层》的文章。

钙钛矿太阳能电池作为一种新型光伏设备，具有与传统硅太阳能电池相当的性能和巨大的成本优势。它已成为太阳能电池的重要研究内容，在光伏发电、建筑集成、柔性电子等多个领域展示了其发展前景。钙钛矿太阳能电池商业化的关键挑战是实现能量转换效率和稳定性的双重优势。聚合物材料在钙钛矿太阳能电池中表现出良好的内部封装特性。使用聚合物作为界面层可以防止水和氧侵蚀钙钛矿层，抑制离子扩散，提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性。

富勒烯作为一种碳同素异形体，具有足球结构和高效电子传导的特点。富勒烯C60是1991年嵌入钾的吗?255°C时显示超导行为，这是迄今为止最高的分子超导温度。因此，将嵌入式金属富勒烯与聚合物相结合，有望在高效电子传输和稳定性方面取得多重突破。

这项研究报告了一种嵌入富勒烯-高聚物的磁性金属钕(Nd@C82-PMMA)偶联层，通过界面极化，提高了电子提取的效率。同时，它具有原点封装和快速电子提取的特点。它不仅促进了电子的高效传输，而且抑制了离子的扩散，保证了钙钛矿层免受水和氧的侵蚀，同时提高了效率和稳定性。

该研究阐明了富勒烯Nd@C82在钙钛矿太阳能电池界面产生永久强电场，增强了电荷分离和提取的功能机制，并提出了建立金属富勒烯聚合物莲藕互穿网络的新策略。基于上述优化策略，钙钛矿太阳能电池完成了26.78%的能量转换效率，在标准工作状态下跟踪了最大功率点，运行2500小时后仍保持了82%的初始性能。与之前的报告相比，它显著提高，为钙钛矿太阳能电池提供了新的理念，具有优异的制备性能和稳定性。