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化学所侯剑辉团队Joule:用于高效稳定有机太阳能电池的强疏水界面层材料

 更新时间:2023-04-20 点击量:399

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主要内容

界面层材料在制备高度稳定的有机太阳能电池(OSCs)中起着关键作用。在这篇文章中,中科院化学所侯剑辉等人设计了一种可交联的萘二亚胺(NDI)衍生物,为OSCs制备了一个较强的疏水电子传输层。

通过热退火处理生成交联c-NDI-A薄膜,交联NDI-A (c-NDI-A)膜对常用极性和非极性溶剂具有较强的耐腐蚀性,有利于制备OSCs时的逐层加工。此外,选择疏水小分子二环己基(2′,6′-dimethoxy-[1,1′-biphenyl]-2-yl)-phosphine (PCy2)作为n型掺杂剂,以增强NDI-A薄膜的电导性能。通过优化制备条件,成功制备了具有4.0 eV低功函数(WF)和6.51×10−3S m−1高电导率的交联n掺杂界面层(c-NDI:PCy2)。

研究团队发现在c-NDI:PCy2与光活性聚合物供体材料的界面上发生了光致电荷分离,这有助于OSCs产生更高的光电流密度。结果表明,基于c-NDI:PCy2的OSCs不仅具有较高的PCE,而且与其他的OSCs相比,其抗水性也有显著提高。在最佳情况下,基于c-NDI:PCy2的电池PCE为17.7%,这是具有倒置器件架构OSCs的最高值之一。通过将未封装的电池浸入水中,在避光1,000小时或连续照明4小时后,其初始PCE仍可保持70%。

其中使用Paios太阳能电池&OLED瞬态特性测试系统执行CELIV和TPV测量

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文献信息

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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