作为继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后的一种新型全碳纳米结构材料，石墨炔具有丰富碳化学键、大共轭体系及宽面间距等特性以及优良化学稳定性，被誉为“最稳定的一种人工合成二炔碳同素异形体”。石墨炔独特的结构特性，使其与无机纳米粒子、有机聚合物、染料分子等发生相互作用或键合，表现出独特电子转移增强特性，在信息技术、储能、光电、催化、生物和医药等领域具有重要应用前景。

作为新一代太阳能电池的代表，钙钛矿电池发展迅猛。器件界面性质对钙钛矿电池性能影响很大，显著影响着其载流子抽提和器件效率。目前钙钛矿电池器件性能的进一步提升，部分受限于界面层的形貌和载流子输运能力。

近期，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员酒同钢（青促会会员）带领的碳基能源转换材料研究组，将石墨炔掺杂进钙钛矿太阳能电池的双层电子传输层中，有效地提高了电子传输层的电导，进而提升了钙钛矿电池的器件性能，获得了20%的光电转换效率。研究表明，双层掺杂石墨炔改善了界面材料薄膜形态，由于石墨炔强的π-π共轭结构与PCBM及ZnO之间的相互作用，PCBM和ZnO界面层的电子传输性能得到了极大提升。阻抗测试表明，石墨炔的双层掺杂降低了电荷在界面处的复合，使得器件填充因子明显提高，从而提升了器件光电转换效率。电容-电压曲线表明，石墨炔独特的化学结构、极强的电子传输能力使得界面处的电荷积累显著减少，明显改善了钙钛矿太阳能电池常见的迟滞效应。新型碳材料石墨炔的引入有效提高了钙钛矿电池的性能，为石墨炔应用开发以及钙钛矿电池器件研究提供了新思路。

相关研究成果发表在Nano Energy上。该研究得到了国家自然科学基金委、山东省重大基础研究项目、中科院青年创新促进会、青岛能源所启动基金的资助。