富勒烯C60作为一种优良的电子传输材料，已经被广泛应用于高效反式钙钛矿电池中。由于C60存在溶解和团聚问题，高质量的C60电子传输层薄膜目前只能通过真空热蒸发法制备。然而，真空热蒸发法对C60粉末纯度要求高，设备复杂且耗能较大，导致该方法的材料与设备成本较高。相比于真空热蒸发法，溶液法成本低廉且操作简便。

近日，北京大学深圳研究生院的杨世和教授、福建师范大学的邢舟博士和广西师范大学李姝慧副教授合作，将碗烯作为添加剂引入C60电子传输层中，通过设计一种特殊的球碗组装策略，实现了全溶液法制备高性能C60电子传输层，其光电转化效率为目前基于溶液法制备C60基电子传输层的反式钙钛矿电池中最高。同时，相比于单一C60电子传输层和传统PCBM电子传输层，碗烯-C60电子传输层的形貌稳定性大幅提升。

受限于C60的溶解性和液相成膜性，通过溶液旋涂得到的C60薄膜存在明显的富勒烯团聚结晶现象，导致薄膜形貌较差；并且在85℃持续高温加热后，富勒烯的团聚结晶现象明显加剧。得益于特殊的球碗组装结构，碗烯的引入显著延缓了C60的团聚结晶效应，不仅提升了C60在溶液中的极限溶解度，增强了C60的液相成膜性，而且大幅降低了C60薄膜的表面粗糙度，并且提升了薄膜在持续高温加热过程的形貌稳定性。c-AFM测试证明适量引入碗烯对C60薄膜的导电性没有造成负面影响。同时，DFT理论模拟证明了分子间电荷转移过程的存在，从而提升了碗烯-C60混合薄膜的电子迁移率。在综合考虑薄膜的表面粗糙度和电子性质后，作者筛选出了最佳的碗烯添加量和薄膜制备条件。

最终，基于溶液法制备的碗烯-C60电子传输层的钙钛矿电池获得了最高21.69%的光电转化效率和不俗的光照稳定性以及高温稳定性。该工作为全溶液法制备高效、稳定的C60电子传输层提供了一种新思路。