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化學所侯劍輝團隊Joule:用于高效穩定有機太陽能電池的強疏水界面層材料

 更新時間:2023-04-20 點擊量:273

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主要內容

界面層材料在制備高度穩定的有機太陽能電池(OSCs)中起著關鍵作用。在這篇文章中,中科院化學所侯劍輝等人設計了一種可交聯的萘二亞胺(NDI)衍生物,為OSCs制備了一個較強的疏水電子傳輸層。

通過熱退火處理生成交聯c-NDI-A薄膜,交聯NDI-A (c-NDI-A)膜對常用極性和非極性溶劑具有較強的耐腐蝕性,有利于制備OSCs時的逐層加工。此外,選擇疏水小分子二環己基(2′,6′-dimethoxy-[1,1′-biphenyl]-2-yl)-phosphine (PCy2)作為n型摻雜劑,以增強NDI-A薄膜的電導性能。通過優化制備條件,成功制備了具有4.0 eV低功函數(WF)和6.51×10?3S m?1高電導率的交聯n摻雜界面層(c-NDI:PCy2)。

研究團隊發現在c-NDI:PCy2與光活性聚合物供體材料的界面上發生了光致電荷分離,這有助于OSCs產生更高的光電流密度。結果表明,基于c-NDI:PCy2的OSCs不僅具有較高的PCE,而且與其他的OSCs相比,其抗水性也有顯著提高。在最佳情況下,基于c-NDI:PCy2的電池PCE為17.7%,這是具有倒置器件架構OSCs的最高值之一。通過將未封裝的電池浸入水中,在避光1,000小時或連續照明4小時后,其初始PCE仍可保持70%。

其中使用Paios太陽能電池&OLED瞬態特性測試系統執行CELIV和TPV測量

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文獻信息

Robust and hydrophobic interlayer material for efficient and highly stable organic solar cells

Yi Yang, Jingwen Wang, Yunfei Zu, Qing Liao, Shaoqing Zhang, Zhong Zheng, Bowei Xu, Jianhui Hou


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