主要内容
无机金属氧化物和盐,凭借成本低廉且制备简便的优势,在有机太阳能电池(OSC)中常被用作空穴传输层(HTL)。然而,这些材料的团聚现象却对薄膜质量造成了不利影响,进而降低了器件的可重复性和长期稳定性。
为了应对这一挑战,北京化工大学材料科学与工程学院 李韦伟教授及其团队通过创新的溶胶-凝胶工艺(在60°C下退火),成功合成了具有独特结构的钒三氯化物-苯三羧酸(BTC)络合物(记为VB)。当VB薄膜与PM6:L8-BO活性层相结合时,其能级匹配度极高,导电性能也得到了显著提升。因此,采用VB作为空穴传输层的二元有机太阳能电池,实现了前所未有的19.60%的光电转换效率(PCE)。值得一提的是,溶胶-凝胶工艺不仅为金属有机络合物的合成提供了一种高效且通用的方法,而且能够制备出具有优异均匀性和致密性的薄膜。此外,VB的稳健配位金属-有机网络结构,还赋予了基于VB的有机太阳能电池卓越的热稳定性,其T₈₀(即PCE保持为初始值的80%的时间)寿命达到了惊人的5142小时。这一研究成果不仅充分展示了VB作为高效OSC空穴传输层的巨大潜力,而且为高性能OSC的研发指明了新的方向,具有重要的科学意义和实际应用价值。
文献信息
Sol-Gel Processed Metal-Organic Complex as Robust Hole-Transporting Layer Enabling Efficient Organic Solar Cells
Mengdi Li, Jie Fang, Yang Cheng, Zihao Gao, Haisheng Fang, Ziheng Lu, Chaowei Zhao, Jicai Zhang, Chengyi Xiao, Weiwei Li
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202421224
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