通过3-(N,N-二甲基氨基)丙氧基苯并[1,2-b;4,5-b’]二噻吩电子提取添加剂制备的无界面层、顺序沉积的非富勒烯受体有机太阳能电池

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Cathode Interface Layer-Free Sequential-Deposited Nonfullerene Acceptor Organic Solar Cells Via a 3-(N,N-Dimethylamino)propyloxy-Flanked Benzo[1,2-b; 4,5-b’]dithiophene Electron-Extracting Additive

有机太阳能电池阴极界面层（CILs）的薄膜厚度敏感性问题通过添加BDT-N添加剂得到解决。研究采用PM6/Y6非富勒烯受体体系，在Y6层引入0.3 wt% BDT-N，使无CIL的器件功率转换效率（PCE）从6.93%提升至15.13%，并显著增强稳定性。UPS和C-V测试证实Ag阴极功函数降低与BDT-N的电子吸引作用相关。该策略避免了超薄CILs的复杂制备工艺。

　　

阴极界面层（CILs）通常被设置在活性层与金属阴极之间，以促进电子的收集和传输，对于开发稳定且高效的有机太阳能电池（OSCs）至关重要。然而，大多数CILs对薄膜厚度非常敏感，并且仅能在超薄薄膜中发挥作用。在这项研究中，4,8-双[(N,N-二甲基氨基)丙氧基]苯[1,2-b,4,5-b’]二噻吩（BDT-N）被用作一种电子吸引添加剂，用于由非富勒烯受体（NFA）Y6与聚合物供体PM6组成的顺序沉积（SD）OSC中。当在Y6层中添加0.3 wt%的BDT-N后，未添加BDT-N和添加BDT-N的ITO/PEDOT:PSS/PM6/Y6/Ag结构中SD-NFA OSCs的功率转换效率（PCE）从6.93%提高到了15.13%，同时设备的稳定性也显著提升。此外，通过一系列对比实验（如紫外光电子能谱（UPS）、电容-电压（C-V）测量、载流子复合测量等），进一步支持和讨论了BDT-N添加剂降低银金属阴极功函数从而促进电子传输的机制。这项工作提出了一种简便且具有前景的方法，可以避免在SD-NFA OSC中使用超薄CILs，并简化设备制造过程。