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化學(xué)所侯劍輝團(tuán)隊(duì)Joule：用于高效穩(wěn)定有機(jī)太陽(yáng)能電池的強(qiáng)疏水界面層材料

閱讀：1018 發(fā)布時(shí)間：2023/4/20

主要內(nèi)容

界面層材料在制備高度穩(wěn)定的有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSCs）中起著關(guān)鍵作用,。在這篇文章中,，中科院化學(xué)所侯劍輝等人設(shè)計(jì)了一種可交聯(lián)的萘二亞胺（NDI）衍生物,，為OSCs制備了一個(gè)較強(qiáng)的疏水電子傳輸層,。

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

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在c-NDI:PCy2與光活性聚合物供體材料的界面上發(fā)生了光致電荷分離,，這有助于OSCs產(chǎn)生更高的光電流密度。結(jié)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(gòu)OSCs的最高值之一。通過(guò)將未封裝的電池浸入水中,，在避光1,000小時(shí)或連續(xù)照明4小時(shí)后,，其初始PCE仍可保持70%。

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