使用对称的酚类化合物冻结p–i–n中间层,以实现良好的垂直结构和高效率的伪平面异质结有机太阳能电池,并具有出色的稳定性

《Energy & Environmental Science》:Freezing the p–i–n interlayer with a symmetric phenolic compound to achieve favorable vertical morphology and efficient pseudo-planar heterojunction organic solar cells with excellent stability

【字体: 时间:2025年09月26日 来源:Energy & Environmental Science 30.8

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  通过引入含双酚羟基的BPO作为供体修饰层,在PM6/BTP-eC9 ternary系统中成功构建垂直相分离的伪平面异质结结构,有效抑制电荷复合并提升器件稳定性,效率达20.03%。

  

尽管实现合适的垂直相分离形态对于提高电荷传输效率、减少电荷复合以及最终提升有机太阳能电池(OSCs)的效率至关重要,但目前仍缺乏简单且有效的方法来构建具有长期稳定性的理想形态。本文将含有双酚官能团的4,4′-二羟基联苯(BPO)引入PM6/BTP-eC9体系中,作为供体修饰层,以制备高效且稳定的伪平面异质结(PPHJ)OSCs。BPO与正交溶剂一起通过旋涂法作为供体和受体层之间的中间层,有效防止上层溶液冲刷掉或损坏下层薄膜。BPO改变了PM6的表面能,使得PM6/BPO/BTP-eC9体系的Flory–Huggins相互作用参数增大,有利于垂直相分离形态的形成。因此,基于PM6/BPO/L8-BO:BTP-eC9的三元电池实现了20.03%的出色效率。此外,BPO还可以作为形态稳定剂,减缓供体和受体分子的快速扩散运动,从而稳定p–i–n层的亚稳态形态。因此,具有BPO保护层的PPHJ器件表现出优异的稳定性。本研究提出了一种简单有效的策略,通过冻结p–i–n中间层来优化PPHJ OSCs的垂直相分离形态并提高其稳定性。

图形摘要:使用对称的酚类化合物冻结p–i–n中间层,以实现有利的垂直形态和具有优异稳定性的高效伪平面异质结有机太阳能电池
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