具有高迁移率的二维Bi?O?Se用于高性能聚合物太阳能电池

摘要： 载流子迁移率是聚合物太阳能电池（PSCs）功率转换效率（PCE）的关键因素，而低电荷载流子迁移率仍限制着PSCs的性能提升。在活性层中添加高迁移率材料是提高PSCs PCE的有效方法之一。二维（2D）Bi2O2Se因其超高迁移率和高热稳定性，可成为提升PSCs载流子迁移率的理想添加剂材料。本研究首次通过锂插层结合剪切力辅助液相剥离法制备了Bi2O2Se少层二维纳米片，并将其作为添加剂应用于PSCs以促进电荷传输。当这种二维Bi2O2Se纳米片引入活性层时，不仅能在给体与受体间形成新界面并提供高效电荷转移路径，还能诱导光敏层结晶并形成连续互穿网络，从而促进光敏层中的激子分离与电荷转移。结果表明：基于PBDB-T:ITIC的器件PCE从10.09%（0 wt%）提升至12.22%（2 wt%）；基于PM6:Y6的器件PCE也从二元器件的14.59%提高到优化三元器件（2 wt%）的16.28%。此外，优化后的三元器件通过抑制两相混合展现出优异的空气稳定性。本研究不仅提供了提升PSCs PCE的有效方法，也表明Bi2O2Se材料在光伏器件中具有良好的应用前景。