钙钛矿太阳能电池，下一代光伏的“头号种子”。近年来，反式（p-i-n）结构器件效率屡创新高，这很大程度上归功于富勒烯（C60、PCBM） 作为电子传输层（ETL）的应用。

但这些“功臣”也成了商业化的绊脚石。富勒烯材料合成成本高昂，光热稳定性差；作为小分子，其形态不稳定，大面积成膜不均匀，难以规模化生产。

香港城市大学朱宗龙教授团队开发了一种名为2PB-T的新型n型共轭聚合物，成功替代了昂贵的富勒烯材料。成果于2026年7月31日发表于《科学》。

小面积器件效率达27.8%（认证27.3%），20.6 cm²组件效率24.4%，625 cm²组件效率22.5%。更令人惊叹的是，小面积器件在85°C空气中运行1752小时后效率保持98.6%，625 cm²组件在真实户外运行5900小时后仍维持96.9%的初始效率。

用“刚柔并济”的聚合物替代富勒烯

2PB-T是一种苝二酰亚胺（PBI）基共轭聚合物。它的分子设计实现了三重协同优化：

1. 电子传输：共平面且吸电子的PBI单元赋予其高电子迁移率（8.9×10⁻⁴ cm² V⁻¹ s⁻¹），优于PCBM
2. 薄膜均匀性：聚合物链的“纠缠”特性使其在大面积成膜时更均匀、更稳定
3. 界面结合力：2PB-T在钙钛矿表面的吸附能（-5.188 eV）和分子间结合能（-3.80 eV）均优于PCBM，形成稳固的界面

Figure 1（分子设计与界面电荷传输）

薄膜优势：更有序、更稳定、缺陷更少

更有序的分子堆积：2D GIWAXS显示，PCBM薄膜呈各向同性环，而2PB-T薄膜在面外方向有强而窄的衍射峰——优先的面朝上取向，有利于垂直电荷传输。

更稳定的界面：KPFM表征发现，2PB-T薄膜在100°C空气中老化120小时后仍维持最低且最均匀的功函（4.07 eV），而PCBM出现明显功函漂移。紫外-可见吸收、AFM和TGA也证实了其卓越的本征热稳定性。

更低的缺陷密度：陷阱态密度（tDOS）测试显示，2PB-T器件在整个能量范围内陷阱密度最低，有效钝化了钙钛矿表面缺陷。

Figure 2（薄膜结构与界面特性）

效率与规模化：从小面积到625 cm²组件

团队制备的反式器件结构为FTO/NiOx/SAM/钙钛矿/ETL/Ag。2PB-T基器件在开路电压（1.201 V）和填充因子（86.8%）上均表现优异：

位置分辨PL图谱显示，6×6 cm²的2PB-T/钙钛矿薄膜在整个区域上PL强度高度均匀，证明了大面积成膜的优越性。

Figure 3（器件与组件光伏性能）

稳定性：85°C接近零衰减，户外5900小时保持97%

依据国际ISOS协议，团队系统评估了器件稳定性：

飞行时间二次离子质谱证实，2PB-T能有效抑制碘离子向电极迁移。在ISOS-D-3湿热（85°C/85%RH）和ISOS-T-3热循环（-40°C↔85°C）测试中，2PB-T器件均远优于PCBM对照。

Figure 4（加速与户外稳定性）

论文信息：n-Type polymer layers enable efficient, scalable, and thermally stable perovskite solar modules，Science，2026，DOI: 10.1126/science.aed8175

总结：

PBI基共轭聚合物2PB-T替代富勒烯ETL→高迁移率+有序堆积+强界面结合→小面积27.8%（认证27.3%）、625 cm²组件22.5%→85°C/1752小时保持98.6%→户外5900小时保持96.9%→协同解决效率、稳定性与可扩展性矛盾。