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无机分子诱导的电子转移复合物用于高效有机太阳能电池

DOI：10.1039/D0TA00999G 期刊：Journal of Materials Chemistry A 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 电极修饰的界面工程已被证明是提高有机太阳能电池（OSC）功率转换效率（PCE）的有效方法。然而，与活性层的研究进展相比，界面修饰研究严重滞后，电极修饰对PCE提升的贡献被边缘化。本研究合成了一系列化学组成和光电性能渐变的金属氧多核簇（PMCs），据此开发出高效稳定的空穴提取层以提升OSC效率。经PMC-4修饰的OSC器件PCE从15.7%提升至16.3%（对比PEDOT:PSS器件）。该材料可通过溶液法制备且无需后处理，相应器件展现出更优的长期稳定性。首次揭示PMC的强氧化性可诱导形成无机-有机电子转移复合物，构建无势垒界面实现高效空穴提取。实验数据与理论计算表明，混合配体PMCs的分子极化能增强空穴传输层/活性层界面的电容?；诖?，混合配体PMCs可通过刮涂工艺制备1 cm2大面积OSC，获得认证效率14.3%。
作者： Qian Kang，Yunfei Zu，Qing Liao，Zhong Zheng，Huifeng Yao，Shaoqing Zhang，Chang He，Bowei Xu，Jianhui Hou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究多核金属氧簇（PMCs）作为阳极中间层对有机太阳能电池（OSC）性能和稳定性的影响。

研究成果

研究表明，PMC-4作为一种混合配体多核金属氧簇，可作为有机太阳能电池高效稳定的阳极中间层，在实现16.3%高光电转换效率的同时提升了器件长期稳定性。无机-有机电子转移复合物的形成及界面电容增强共同促成了优异性能。该发现表明PMCs有望成为高性能有机太阳能电池工业化生产的理想候选材料。

研究不足

该研究聚焦于聚金属茂化合物（PMCs）作为有机太阳能电池（OSCs）阳极中间层材料的应用，未探讨其在其他类型太阳能电池或光电器件中的使用。聚金属茂化合物的合成工艺及其在大规模有机太阳能电池生产中的应用可扩展性与成本效益问题，尚需进一步研究。

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