北京航空航天大学孙艳明、孙晓波、Xiaopeng Duan 等人研究表明，金属有机框架（MOF）具有结构可调、共轭程度高、电荷传输性能优异等优势，在有机太阳能电池领域拥有广阔的应用前景。然而，MOF 在低极性溶剂中分散性较差的问题，严重限制了其在光电器件中的规模化应用。
该团队制备了二维 MOF 材料 Cu-TCPP 与 Zn-TCPP，并采用反溶剂策略将其精准掺杂至有源层上部区域。其中，Zn-TCPP 既可作为高效电子提取介质，又可通过分子间相互作用调控有源层的沉积与结晶行为。MOF 层内连续的 π-d 共轭结构显著提升了薄膜的电荷传输能力；同时，MOF 与受体 L8-BO 之间的金属中心配位作用及卟啉配体诱导的 π-π 相互作用，有效优化了分子堆积方式，构筑规整的双纤维形貌并实现理想的纵向相分离结构。
得益于结构与电学性能的协同优化，基于 Zn-TCPP 改性的 D18:L8-BO 二元有机太阳能电池实现了 20.70% 的优异光电转换效率，处于目前已报道二元器件的领先水平。此外，MOF 的界面锚定效应大幅提升了有源层的形貌稳定性，使器件工作稳定性提升一倍以上。
该研究不仅为高性能二维 MOF 材料在有机太阳能电池中的高效应用开辟了新途径，也为构筑高效电荷传输通路、制备高稳定、高性能有机光伏器件提供了可靠的设计策略与技术参考。
文献信息
Two-DimensionalMetal-OrganicFrameworksasChargeExtractionMediaEnablingBinaryOrganicSolarCellsWith20.70%Efficiency
ZiweiZhang,XiaopengDuan,JunjieZhang,JiaweiDeng,BushengZhang,MingxuZhou,YunLi,GuangkuoDai,XunchangWang,RenqiangYang,XiaotaoHao,XiankaiChen,XiaoboSun,YanmingSun
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.4785538
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