钙钛矿/硅叠层太阳能电池正推动光伏研究向更高效率极限迈进。随着该技术日益接近商业可行性，器件堆叠内部对材料的要求也愈发严格。这一点对于界面材料和电荷传输层尤为突出，其中纯度、沉积行为、缺陷相互作用或批次一致性方面的微小差异都可能影响研究的可重复性。.
C60电子传输层是许多p-i-n型钙钛矿太阳能电池结构中的关键材料之一。富勒烯C60可作为电子接受和电子传输层，有助于从钙钛矿吸收层提取电子，同时支持器件的选择性。在钙钛矿/硅叠层太阳能电池中，钙钛矿/C60界面尤为重要，因为它与电荷提取、界面复合以及长期稳定性密切相关。.
近期的效率进展使这一课题更加紧迫。2026年6月，pv杂志报道称，晶科能源实现了34.82%的钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率，该结果已获得中国科学院上海微系统与信息技术研究所的验证。报道还指出，晶科能源提及了多维界面钝化及相关材料工程进展。[1]
这并不能证明C60直接导致了所报道的效率。但它确实支持一个更广泛的采购经验：随着钙钛矿/硅叠层电池接近高效率边界，界面工程、材料纯度和批次一致性变得愈发难以忽视。.
对于研发团队和采购经理而言，为叠层太阳能电池研究购买C60不应被视为一次普通的化学品采购。在将材料用于ETL开发之前，采购方应核实C60的纯度、COA详情、MSDS/SDS可用性、杂质控制、包装、储存建议以及持续供应能力。.
什么是C60电子传输层？
C60电子传输层是一层用于在钙钛矿太阳能电池中支持电子提取和传输的富勒烯C60薄膜。在许多倒置p-i-n型钙钛矿太阳能电池结构中，钙钛矿吸收层之后是电子传输层，而C60是研究最广泛的候选材料之一。.
富勒烯C60是由60个碳原子组成的球形碳分子。它也被称为C60富勒烯、碳60、巴克敏斯特富勒烯或富勒烯C₆₀。其CAS号为99685-96-8，分子式为C60，分子量约为720.6 g/mol。[2]
在一个简化的p-i-n型钙钛矿器件中，其结构可能包括透明导电电极、空穴传输层、钙钛矿吸收层、C60电子传输层、缓冲层和金属电极。具体的堆叠结构因研究团队和器件目标而异，但C60 ETL的功能通常与电子提取和选择性接触形成相关。.
使用C60并非因为它是对每种钙钛矿器件都通用的解决方案。而是因为它具有的电子特性和薄膜兼容性使其在许多p-i-n系统中发挥作用。其作用必须在完整的器件架构内进行评估，包括钙钛矿组分、衬底、沉积方法、界面处理、接触层和封装策略。.
对于采购团队而言，实际要点很简单：C60 ETL材料不等同于普通碳粉。采购方在将材料引入光伏研究之前，应确认产品标识、纯度、批号、测试方法和包装。.
为什么C60被广泛用于p-i-n型钙钛矿太阳能电池
C60被广泛用于p-i-n型钙钛矿太阳能电池，是因为它在薄膜器件架构中可作为电子传输和电子接受材料。2024年《自然·通讯》上的一篇论文将热蒸镀C60描述为最先进的p-i-n型钙钛矿基太阳能电池中几乎无处不在的电子传输层。[3]
“几乎无处不在”这个词对采购方很重要。这表明C60并非一种冷门的研究添加剂。它是高性能p-i-n型钙钛矿研究中常用的ETL材料。然而，常用并不意味着可以忽略谨慎采购。相反，广泛使用使得材料可重复性更加重要，因为许多实验室和公司在比较结果时都依赖于一致的C60性能。.
C60通常通过热蒸镀沉积，这在许多研究环境中可以精确控制薄膜厚度。它也可能与溶液处理、衍生物、界面修饰或添加剂策略相关联。所选择的方法取决于器件架构和工艺设计。.
对于p-i-n型钙钛矿太阳能电池，C60通常与以下几个技术目标相关联进行评估：
- 它应有助于从钙钛矿吸收层提取电子。.
- 它应有助于选择性电子传输，同时限制不必要的电荷复合。.
- 它应与钙钛矿层形成合适的界面。.
- 它应支持重复加工，特别是在蒸镀堆叠中使用时。.
- 它应保持足够的一致性，以便研究人员能够比较钙钛矿组分、钝化策略和界面处理，而不受材料变化这一不可控因素的影响。.
这些目标解释了为什么高纯度C60通常是先进光伏研究的首选。低纯度或文件记录不全的C60材料可能成为器件堆叠中的一个隐藏变量。.
钙钛矿/C60界面：电荷提取与复合
钙钛矿/C60界面是p-i-n型钙钛矿和钙钛矿/硅叠层太阳能电池中最重要的区域之一。该界面位于钙钛矿吸收层和C60 ETL之间。它影响着电子提取的效率、非辐射复合的程度，以及器件在工作应力下的稳定性。.
2026年《材料化学杂志A》上的一篇综述探讨了用于提高钙钛矿/硅叠层太阳能电池效率和稳定性的钙钛矿/C60界面工程。该综述重点关注抑制相分离、钝化界面缺陷、定制能级排列以及减轻钙钛矿/C60界面处或附近离子迁移的策略。[4]
对于材料采购方来说，这有直接的含义。界面工程不仅仅是器件设计的问题。它还取决于界面所用材料是否一致、纯净且记录完整。如果C60 ETL材料在不同批次间存在差异，那么就更难理解器件性能的变化是源于界面钝化、钙钛矿组分、沉积条件，还是C60材料本身的差异。.
- 钙钛矿/C60界面可能受到多种因素的影响。.
- 钙钛矿吸收层中的表面缺陷可能产生复合位点。.
- 能级不匹配可能降低有效的电荷提取效率。.
- 离子迁移可能随时间推移导致不稳定性。.
- C60薄膜形态可能影响接触质量。.
- C60源材料中的杂质可能影响薄膜行为或界面特性。.
- 加工条件可能改变C60层的均匀性和可重复性。.
这就是为什么采购团队不应将C60采购与界面稳定性目标分开考虑。如果研发团队正在研究钙钛矿/硅叠层太阳能电池，那么C60 ETL的采购应考虑到其对界面敏感的应用场景。.
C60、C60衍生物与电子提取行为
C60也通过衍生物和添加剂策略被研究。这一点很重要，因为一些采购方在开发钙钛矿太阳能电池时会比较原始富勒烯C60、C60衍生物、PCBM类材料和其他电子接受材料。.
2020年香港浸会大学研究人员在《Carbon》上发表的一篇论文研究了C60衍生物作为添加剂在平面钙钛矿太阳能电池中的作用。作者报告称，裸露的C60笼主要加速电子提取和传输，而连接到C60笼上的侧链可能通过减少缺陷态和改善钙钛矿结晶质量来帮助提高稳定性。同一篇总结也指出了一种权衡：绝缘侧链可能会降低电子提取能力。[5]
这一发现很有用，因为它区分了商业语言中常被混淆的两个概念。C60笼本身与电子提取和传输行为密切相关。衍生物的侧链可能影响成膜、缺陷或稳定性，但也可能引入权衡。.
对于原始富勒烯C60的采购方而言，经验教训并非每种C60衍生物更好或更差。经验教训是材料选择应与器件设计挂钩。如果研究团队需要蒸镀型C60 ETL材料，原始高纯度C60可能是目标。如果团队正在研究溶液处理的添加剂或界面修饰，C60衍生物也可能被评估。在这两种情况下，文件记录都很重要。.
供应商应明确说明材料是富勒烯C60、C60衍生物、混合物还是其他富勒烯基材料。混淆这些类别可能会损害研究结果的有效性。.
纯度和杂质：采购团队应核实的事项
C60纯度是钙钛矿太阳能电池研究中的一个主要采购因素。然而，采购方不应仅将纯度视为一个数字。他们应核实纯度是如何测量的，COA是否针对特定批次，杂质信息是否可用，以及供应商是否能支持持续供应。.
可用的富勒烯C60纯度等级可能包括99.0%、99.5%、99.9%和99.95%，具体取决于产品可用性和采购方要求。对于探索性研究，可以考虑较低纯度等级。对于C60光伏研究、钙钛矿C60界面研究或重复ETL沉积，较高纯度等级通常更为相关。.
2024年《自然·通讯》的研究对采购团队尤其相关。该研究报告称，商业采购的99.75%纯度C60源材料在重复热蒸镀过程中可能会发生聚结，危及可重复性。同一项研究报告称，进一步纯化至99.95%改善了所测试系统中的重复加工行为。[3]
这应谨慎解读。这并不意味着99.95%的C60能保证每个器件都有更高的效率。它确实意味着C60源材料质量会影响重复加工行为，尤其是在热蒸镀的p-i-n型钙钛矿器件中。.
采购团队在订购C60 ETL材料前应核实以下几点。.
首先，确认纯度等级和测试方法。如果供应商声称纯度为99.9%或99.95%，COA应显示批次纯度和分析方法，例如HPLC或其他适当方法。.
其次，询问杂质概况。在敏感的光伏研究中，未知杂质可能成为不可控变量。如果金属残留物是关注点，采购方应询问是否可提供金属测试，以及供应商规格中“无金属富勒烯C60”的含义。.
第三，确认物理形态和包装。C60可能以细粉或具有金属光泽的晶体形式供应。包装应保护材料免受光照、湿气和污染。.
第四，询问是否能够支持具有可比规格的重复订单。一次性样品可能有助于筛选，但叠层太阳能电池研究通常需要可重复的材料供应。.
重复蒸发或镀膜工艺的批次一致性
批次一致性对于C60电子传输层（ETL）采购方而言是最重要的考量因素之一。钙钛矿太阳能电池研究依赖于可重复性。如果材料批次发生不可预测的变化，器件结果可能变得难以解释。.
重复热蒸发会使这一问题更加明显。在蒸发ETL工艺中，研究人员可能在多次沉积运行中使用同一批C60源材料。如果材料发生结块、降解、改变蒸发行为，或含有影响薄膜形成的杂质，器件的可重复性可能会受到影响。.
批次一致性在基于溶液或涂覆的研究中也同样重要。即使不采用蒸发方式，C60的颗粒状态、杂质分布、溶解行为、分散性或残留溶剂兼容性等方面的差异也可能影响实验结果。.
对于研发团队而言，不一致的C60会带来实际问题。.
- 器件之间的性能差异可能会增大。.
- 团队可能会重复实验，却无法确定失败的真正原因。.
- 界面钝化策略可能看起来比其实际效果更不可靠。.
- 有前景的器件配方可能无法从一个批次转移到另一个批次。.
- 由于材料供应不稳定，放大生产的讨论可能会被推迟。.
对于采购经理而言，这意味着供应商评估不应仅包括价格和交货时间。供应商应能够解释纯度选项、批次特定的分析证书（COA）、包装、储存方式，以及未来的供应是否能与初始样品等级相匹配。.
在可能的情况下，研发团队应在实验记录中记录C60的批号。如果某个器件叠层性能良好，团队应确切知道使用了哪个C60批次、对应的COA是哪一份，以及供应商是否能再次提供相同或可比的批次规格。.
C60 ETL采购方的COA检查清单
COA，即分析证书，是C60 ETL采购中最重要的文件之一。它有助于确认采购方收到的材料与订购的产品和批次相符。.
对于C60电子传输层研究，一份有用的COA应是批次特定的。对于注重可重复性的光伏研发而言，通用的产品数据表是不够的。.
采购方应检查以下项目。.
- 产品名称应明确标明富勒烯C60或C60富勒烯。这有助于避免与C70、混合富勒烯、PCBM或其他C60衍生物混淆。.
- CAS号应列为99685-96-8。.
- 分子式应列为C60。.
- 分子量应与富勒烯C60一致。.
- 批号应清晰显示，并与交付材料上的标签相符。.
- 纯度应与订购的等级相匹配，例如99.90%或99.95%。.
- 应注明测试方法。采购方应确认纯度是通过高效液相色谱法（HPLC）还是其他适当的分析方法测定的。.
- 应说明外观，并与交付材料相符。.
- 应提供或单独确认储存建议。.
- 在相关情况下，应索取杂质信息，特别是对于敏感的光伏研究。.
- 如果采购方需要无金属富勒烯C60或低金属残留C60，应索取金属残留信息。.
- 如有，应查看放行日期、生产日期或复检日期。.
- 应提供供应商的质量联系人，以便后续提问。.
COA不能保证器件性能。它确认的是材料身份和批次质量信息。器件性能仍需通过采购方自身的工艺和测试来确定。.
还应索取材料安全数据表（MSDS/SDS）。它有助于处理、储存、危害评估、运输以及内部安全审查。C60应根据适用的MSDS/SDS、实验室规程和当地法规进行处理。.
为叠层太阳能电池研究订购C60前需考虑的问题
在为叠层太阳能电池研究订购C60之前，采购方应明确其预期用途。根据材料是用于蒸发ETL、溶液法研究、界面修饰、电子受体比较还是工艺放大，对同一种材料的评估标准可能不同。.
一份好的询价单（RFQ）应包括产品名称、纯度要求、数量、应用、沉积方法、所需文件、目的国和预期时间表。.
技术采购方应向供应商提问：
- 该材料是纯富勒烯C60、衍生物还是混合物？
- 有哪些纯度等级可供选择？
- 供应商能否按要求提供99.90%或99.95%的C60？
- COA是否是批次特定的？
- 使用什么测试方法来确认纯度？
- 能否提供杂质或金属残留信息？
- 采用何种包装来防止光照、湿气和污染？
- 可以提供哪些样品数量？
- 未来的订单能否提供具有可比规格的材料？
- 能否在发货前提供MSDS/SDS？
- 供应商能否支持向目标国家进行国际运输？
- 供应商能否讨论储存和处理要求？
这些问题能降低采购风险。它们也有助于研发团队将器件结果与正确的材料批次关联起来。.
对于早期筛选，一小份C60样品可能就足够了。对于重复的ETL开发，采购方应确认供应商能否支持持续供应。对于放大研究，采购方在下达较大订单前，应讨论包装、交货周期、批次预留和文件事宜。.
如何订购高纯度C60 ETL材料
明确的C60电子传输层材料询价应将产品需求与器件应用相关联。诸如“请报价C60”这类泛泛信息可能只会得到笼统回复。更优质的询价应提供足够信息，使供应商能够推荐合适的纯度、文件及包装方案。.
实用的询价可撰写如下：
我们正在评估高纯度富勒烯C60作为p-i-n结构钙钛矿或钙钛矿/硅叠层太阳能电池研究中电子传输层材料的应用。请确认可提供的纯度等级，特别是99.90%和99.95%，并提供批次特定的COA、MSDS/SDS、包装信息、样品可用性、交货周期及国际运输选项。如有可能，请同时确认杂质或金属残留信息。.
买方应包含所需数量、目的国、沉积方法及时间节点。若项目涉及热蒸发、重复加工或界面稳定性测试，应直接予以说明。.
富勒烯可支持高纯度富勒烯C60、C60 COA、MSDS/SDS、样品可用性、包装选项及国际运输支持的询价。买方应清晰描述其光伏研究应用，以便纯度、文件及供应条件能与项目精准匹配。.
常见问题解答
什么是C60电子传输层？
C60电子传输层是一层薄薄的富勒烯C60薄膜，用于帮助钙钛矿太阳能电池中电子的提取与传输。该材料在p-i-n器件结构中被广泛研究，尤其与钙钛矿/硅叠层太阳能电池研究密切相关。.
为何C60在p-i-n钙钛矿太阳能电池中被广泛使用？
C60被广泛使用，是因为它在薄膜p-i-n器件架构中可作为电子接受与电子传输材料。2024年《自然·通讯》的一篇论文将热蒸发C60描述为先进p-i-n钙钛矿基太阳能电池中近乎通用的电子传输层。[3]
高纯度C60是否一定能保证更高的叠层太阳能电池效率？
不能。高纯度C60并不能保证更高效率。器件性能取决于钙钛矿组分、界面设计、沉积条件、器件架构、封装及测试方法。高纯度C60更应被理解为一种材料一致性与可重复性因素。.
买方在C60电子传输层研究中应考虑何种纯度？
所需纯度取决于具体项目。对于要求严苛的光伏研究，买方通常会评估更高纯度等级，如99.90%或99.95%。所选等级应通过批次特定的COA予以确认。.
钙钛矿/C60界面为何重要？
钙钛矿/C60界面影响电荷提取、复合、能级排列、缺陷行为、离子迁移及长期稳定性。界面工程在钙钛矿/硅叠层太阳能电池中尤为重要。[4]
C60 COA应包含哪些内容？
C60的COA应包含产品名称、CAS号、分子式、批号、纯度、测试方法、外观、储存建议及供应商质量信息。对于敏感的光伏研究，可能还需索取杂质或金属残留信息。.
无金属富勒烯C60对于叠层太阳能电池研究是否必要？
这取决于器件设计及对杂质的敏感度。若金属残留是关注点，买方应询问供应商“无金属”的具体含义、检测了哪些元素、采用何种方法，以及结果是否具有批次特异性。.
C60衍生物能否替代纯C60？
并非普遍适用。C60衍生物可能支持某些界面或添加剂策略，但纯C60与C60衍生物具有不同作用。纯C60笼状结构被认为与电子提取和传输相关，而衍生物侧链可能影响稳定性与缺陷态，但也可能带来权衡取舍。[5]
参考文献
[1] pv magazine，“晶科能源实现34.82%钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率”，2026年6月19日。该报道指出，晶科能源实现了34.82%的钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率，并获得了中国科学院上海微系统与信息技术研究所的认证。报道还提及涉及多维界面钝化及相关材料工程的进展。. 来源
[2] PubChem / Fisher Scientific收录的富勒烯C60索引数据，CAS号99685-96-8。所引用的化学身份数据列出富勒烯C60的分子式为C60，分子量约为720.6 g/mol。. 来源
[3] Ahmed A. Said等人，“升华C60用于高效可重复的钙钛矿基太阳能电池”，《自然·通讯》，2024年。该研究将热蒸发C60描述为先进p-i-n钙钛矿基太阳能电池中近乎通用的电子传输层，并报告称商业采购的99.75% C60源材料可能影响重复热蒸发过程中的可重复性，而提纯至99.95%则改善了测试系统中的重复加工行为。” 《Nature Communications》, [4] D. Duan等人，“钙钛矿/C60界面工程在钙钛矿/硅叠层太阳能电池效率与稳定性方面的进展”，《材料化学杂志A》，2026年。该综述考察了钙钛矿/C60界面工程策略，包括缺陷钝化、能级排列、相分离抑制及离子迁移缓解。. 来源
[5] 香港浸会大学研究记录，“揭示C60衍生物作为活性层添加剂在实现高效平面钙钛矿太阳能电池中的作用”，《碳》，2020年。该摘要指出，纯C60笼状结构主要加速电子提取与传输，而连接在C60笼上的侧链可能通过减少缺陷态和改善钙钛矿结晶质量来提高稳定性，但可能在电子提取能力方面存在权衡。” C60电子传输层, 2026. The review examines perovskite/C60 interface engineering strategies, including defect passivation, energy-level alignment, phase segregation suppression, and ion migration mitigation. 来源
[5] Hong Kong Baptist University research record for “Unravelling the role of C60 derivatives as additives into active layer for achieving high-efficiency planar perovskite solar cells,” Carbon, 2020. The summary states that the bare C60 cage primarily accelerates electron extraction and transport, while side chains attached to the C60 cage may improve stability by reducing defect states and improving perovskite crystalline quality, with possible trade-offs in electron extraction capacity. 来源