通过诱导形成定向的ZnO电子传输层结构，使得采用溶液法制备的传统有机太阳能电池的转换效率超过了20%

《Energy & Environmental Science》：Induced oriented attachment of a ZnO electron transport layer enables over 20% efficiency in solution-processed conventional organic solar cells

通过在ZnO电子传输层中添加双功能固体添加剂1,4-二碘苯，同时调控纳米颗粒堆积结构并钝化氧空位缺陷，成功将有机太阳能电池效率提升至20.1%，并实现柔性器件兼容。

　　

采用溶液法制备的氧化锌（ZnO）电子传输层（ETLs）来开发高效且稳定的有机太阳能电池（OSCs）的过程中，主要受到多尺度结构无序性和高密度氧空位缺陷的阻碍，尤其是在传统的器件结构中。在这里，通过精心设计双功能固体添加剂来调控宏观和微观结构以及表面缺陷的钝化，从而微调纳米颗粒的堆叠方式。系统分析表明，固体添加剂1,4-二碘苯（DIB）在薄膜形成过程中由于分子间强相互作用而牢固地吸附在ZnO纳米颗粒表面，这种空间位阻作用抑制了颗粒聚集并促进了薄膜的均匀覆盖。随后经过温和的热处理后，中等挥发性的DIB逐渐升华，产生颗粒间的自由体积，使得ZnO纳米颗粒能够在偶极相互作用的作用下定向排列，并同时增强颗粒间的Zn–O键合，有效钝化了氧空位。这种结构调控与缺陷钝化的结合使得ZnO薄膜具有更高的电子迁移率、更低的复合损失以及更有利的能级对齐。由此制备的有机太阳能电池在基于ZnO的ETLs中实现了20.1%的创纪录功率转换效率（认证值为19.8%），同时还具备优异的厚度容忍度和运行稳定性。值得注意的是，这种策略也与柔性器件具有极佳的兼容性，能够在柔性器件上实现19.1%的效率记录，并且在多种DIB类似物中表现出广泛的适用性。