近日，我校发光材料与信息显示研究院、材料科学与工程学院田成波副教授、魏展画教授团队在国际期刊Journal of the American Chemical Society上发表了题为“Efficient Tin-Based Perovskite Solar Cells Enabled by Precisely Synthesized Single-Isomer Fullerene Bisadducts with Regulated Molecular Packing”的文章。Journal of the American Chemical Society是American Chemical Society的旗舰杂志，在化学科学领域具有重要影响, 最新影响因子为16.383。

近年来具有合适带隙、低激子结合能和高载流子迁移率的锡基钙钛矿太阳能电池（TPSC）得到了广泛的研究。然而，常用富勒烯电子传输层如PCBM等与钙钛矿的能级失配导致其开路电压损失过大，进而限制了器件性能的进一步提升。设计合成具有较高LUMO能级的二取代富勒烯电子传输材料有望改善其器件中的能级匹配，进一步提高锡基钙钛矿太阳能电池的器件性能。

为了解决二取代富勒烯常含有多个异构体的问题，该工作利用空间限位策略，精准合成了具单一异构体的二取代富勒烯分子C₆₀BB和C₇₀BB，并通过单晶X射线衍射技术验证了中间产物和最终产物的分子结构。并利用溶剂工程调控了薄膜中二取代富勒烯的分子堆积。基于苯甲醚制备的二取代富勒烯薄膜均匀致密，表现出最高的电子迁移率。最终，基于C₆₀BB(Ani) 和C₇₀BB(Ani) 的TPSC分别实现了高达 14.51% 和 14.28%的光电转化效率和优异的长期储存稳定性。这项工作为后续开发合成优异的单一异构体的富勒烯材料及构筑高性能锡基钙钛矿器件提供宝贵的借鉴。

该研究工作在田成波副教授和魏展画教授指导下，由我校硕士研究生杨盼盼和博士研究生孙超等共同完成，研究得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金及华侨大学科研基金的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c10515