含硫苝二酰亚胺衍生物在有机光伏中的电子传输层应用

《Advanced Optical Materials》：Sulfur-Containing Perylene Diimide Derivative as Electron Transport Layer in Organic Photovoltaics

PDIN-SO通过硫掺杂改善溶解性并保持高效作为电子传输层，在PM6:BTP-eC9:L8-BO体系下实现18%转换效率。

　　

摘要

虽然苝二亚胺衍生物（如PDINN和PDINO）在有机光伏（OPV）器件中作为电子传输层（ETL）表现出优异的性能，但其母体化合物PDIN由于具有长链共轭芳香结构，在甲醇中的溶解度较低，这限制了其实际应用。本文报道了一种含硫的ETL材料PDIN-SO，该材料通过向PDIN中引入二氧化硫（SO₂）气体，采用简单的一步法合成获得。这种直接的合成方法使得PDIN-SO在甲醇中的溶解度显著提高，解决了传统材料的关键问题。使用PDIN-SO作为ETL的OPV器件表现出与使用传统ETL材料（如PFN-Br和PDINO）相当的性能。值得注意的是，基于PDIN-SO的器件对硫含量的变化具有很好的耐受性，显示出出色的加工灵活性。当与PM6: BTP-eC9: L8-BO活性层结合使用时，优化后的器件实现了18%的功率转换效率（PCE）。这项工作表明，PDIN-SO凭借其简化的合成路径、优异的溶解度和出色的器件性能，成为一种有前景的ETL材料，有望加速高效、稳定OPV的发展。

利益冲突

Z.Q.、H.T.D.、Q.Q.J.和D.Y.L.已基于本研究提交了专利申请。作者声明没有其他利益冲突。