我团队在《Journal of Energy Chemistry》（中科院1区，影响因子14.0）发表了题为“Doping PCBM with fullerene phosphinate derivatives enhances the interface energy alignment and synergistic passivation capability”的研究论文，我团队硕士研究生王成荣为第一作者，黄琪老师和金波教授为通讯作者，西南科技大学为第一通讯单位。

【研究背景】

由于含有磷氧(p =O)部分的磷氧化物与金属离子表现出显著的配位亲和力。以磷(P)和氧(O)之间明显的电负性对比为特征，P=O基团的氧原子表现出更高的电子云密度。这种特性使得它适合作为钙钛矿材料中Pb²⁺缺陷部位的钝化剂，与PCBM一起产生协同钝化效果。通过在富勒烯中引入P=O的膦酸基团合成的富勒烯膦酸衍生物(FPEDs: FPPF、TPP和FDPP)具有出色的钝化能力和增强的电导率。随后，FPEDs作为添加剂加入到PCBM的改性中，同时提高了PCBM的缺陷钝化能力和电导率。正如预期的那样，FPEDs的加入放大了PCBM的导电性，并改善了PCBM的LUMO能级，从而降低了钙钛矿的能垒。此外，它增加了PCBM在钙钛矿衬底上的表面覆盖范围及其对表面缺陷的钝化效果，最终显著提高了FPA、FTPA和FDPA掺杂器件的功率转换效率(PCE)和稳定性。

【工作简介】

我团队将高度配位的P=O官能团与富勒烯结合，合成了化合物FPP、FTPP和FDPP，富勒烯随后作为PSCs的电子传递层加入到PCBM中。使用PCBM/FPP、PCBM/FTPP和PCBM/FDPP混合ETLs的PSCs的PCE分别为23.23%、23.62%和22.52%，超过了单独使用PCBM的基准器件(21.71%)。PCE值的提高可归因于FPP、FTPP和FDPP对钙钛矿表面Pb²⁺缺陷的有效钝化。这种钝化，结合PCBM，导致PSCs内缺陷密度的降低和非辐射复合过程的抑制。此外，FPEDs的引入提高了钙钛矿表面ETL的覆盖率，从而增强了PCBM的疏水性。因此，采用PCBM/富勒烯膦氧化物衍生物ETLs的PSC器件的稳定性得到了显著提高。值得注意的是，由于FTPP在钙钛矿和ETL之间具有优越的LUMO能级对齐，以及其增强的疏水性特性，使得结合PCBM/FTPP混合ETL的设备能够实现最佳性能。

文章链接：10.1016/j.jechem.2024.06.056