打开网易新闻 查看精彩图片

打开网易新闻 查看精彩图片

打开网易新闻 查看精彩图片

打开网易新闻 查看精彩图片


打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片

在有机电子器件的运行中,金属电极与有机半导体之间的界面接触至关重要。传统上通过插入额外界面层来优化能级对齐,但这增加了工艺复杂性。

本研究发现,在活性层中混入羟基封端的 PEG 低聚物添加剂,可在金属蒸发过程中自发迁移至有机/铝界面,形成偶极层,从而有效调节阴极功函数。通过对 PBDB-T:ITIC 和 P3HT:PC71BM 两种体系、五种不同链长 PEG 添加剂的系统研究,发现开路电压(Voc)的提升与添加剂的重量浓度(即 C-O 偶极基团的数量)相关,而与分子长度无关,表明 PEG 分子以平行于表面的方式排列。Voc 随浓度的变化完美符合 Langmuir 吸附等温线模型,揭示了 C-O 基团在 Al 表面的物理吸附过程。

该吸附过程的吉布斯自由能变化(ΔGeff)在不同体系和添加剂中高度一致(~21-22 kJ/mol),表明这是一种普适、可预测的界面调控机制。GIWAXS 分析证实添加剂对活性层本体形貌影响甚微,其作用主要局限于界面。

研究亮点:

  1. 发现“自生成”界面层新机制:首次揭示 PEG 添加剂可在器件制备过程中自发迁移至有机/铝界面,形成偶极层,无需额外工艺步骤,简化了器件制造流程。

  2. Langmuir 吸附模型完美拟合:Voc 随添加剂浓度的变化趋势与 Langmuir 吸附等温线高度吻合,证明 C-O 偶极基团在 Al 表面的物理吸附是界面调控的核心机制,为界面工程提供了定量描述工具。

  3. 普适性与可预测性:在两种不同的活性层体系(富勒烯与非富勒烯)和五种链长 PEG 中,ΔGeff 值高度一致(~21-22 kJ/mol),表明该机制不受活性层材料和添加剂链长影响,具有广泛适用性,为有机电子器件的接触工程开辟了新范式。

打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片
打开网易新闻 查看精彩图片

J. Vinokur, E. Stein, N. Moskovich, et al. “ Langmuir-Type Build-Up of Self-Generated Interlayers in Organic Solar Cells.” Adv. Energy Mater. 16, no. 3 (2026): 2404531.

https://doi.org/10.1002/aenm.202404531

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群:641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷(微信群):需添加编辑微信

为加强科研合作,我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式:添加编辑微信pvalley2024,备注:姓名-单位-研究方向(无备注请恕不通过),由编辑审核后邀请入群。