金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其出色的功率转换效率(PCE)和低成本制造而成为第三代光伏技术的代表之一。据报道，n–I–p和p–I–n器件结构的铅基PSC的最高PCE已达到25%。然而，铅具有高毒性和水溶性，其泄漏风险引发了对私营保安公司商业化进程的担忧。锡基钙钛矿材料作为一种很有前途的替代材料，因其优异的光电性能和环境友好特性而引起广泛关注。特别是，锡基钙钛矿是具有理想带隙的光吸收体(例如，FASnI3，≈1.4 eV)，有望达到接近单结器件的肖克利-奎塞理论效率极限。为了进一步提高器件性能，迫切需要开发新的富勒烯衍生物作为电子转运蛋白层（ETL）。

　　来自华侨大学和中国科学院福建物质结构研究所的学者分离并很好地表征了二乙基丙二酸C60双萨加斯（DCBA）的四种定义良好的区域异构体（trans-2、trans-3、trans-4和e）。结构良好的结构使我们能够研究对光伏性能的实际结构依赖性影响。研究发现， 区域异构体的化学结构不仅影响其能级， 而且导致其分子填料和界面接触的显著差异. 结果表明，以trans-2、trans-3、trans-4和e为ETL的器件的产生效率分别为11.69%、14.58%、12.59%和10.55%，均高于基于DCBA的器件（10.28%）。值得注意的是，基于trans-3的设备还显示出14.30%的认证效率，是性能最好的锡基钙钛矿太阳能电池（TPSC）之一。相关文章以“Well-Defined Fullerene Bisadducts Enable High-Performance Tin-Based Perovskite Solar Cells”标题发表在Advanced Materials。

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　　图1.a） DCBA的八种可能区域异构体的分子结构。b） trans-2、trans-3、trans-4和e区域异构体的单晶结构。

　　图2.a-d）trans-2（a），trans-3（b），trans-4（c）和e（d）FLMS的GIWAXS模式。e） 在黑暗下对四个基于区域异构体薄膜的纯电子器件进行 SCLC 测量（四个富勒烯 FLM 的厚度分别为 54、55、53 和 57 nm）。f） 四个区域异构体薄膜的 UPS 光谱。g） 钙钛矿和富勒烯双胺类异构体ETL的能级图

　　图3.a） 所制造的 TPSC 的横截面 SEM 图像。b） 特征 J-V 曲线和 c） 与不同 ETL 结合的 TPSC 的 EQE 谱。d） 为基于 trans-3 的设备测量的稳定电流密度和功率输出。e） 不同ETL的TPSC在N2条件下的长期稳定性。f-i）用不同ETL制造的TPSC的PCE（f），VOC（g），JSC（h）和FF（i）的统计光伏数据。

　　DCBA的四种区域异构体（trans-2，trans-3，trans-4和e）经过晶体学分析，并作为ETL掺入TPSC中。四种区域异构体在钙钛矿/富勒烯界面处表现出不同的电子迁移率、能带结构和相互作用，导致器件效率不同。基于trans-3的设备产生14.58%的最高效率，认证效率为14.30%，是性能最好的TPSC之一。器件性能的提高应归因于钙钛矿/trans-3的更高的电子迁移率、更浅的导带位置和增强的界面相互作用。这些结果表明，富勒烯双胺管添加剂的结构和空间位置对器件性能具有显著影响。所揭示的结构-性能关系可用于设计和精确合成用于高性能TPSC的富勒烯双酰胺的特定区域异构体。（文：SSC）