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有机太阳能电池中通过原位电化学聚合无掺杂共轭空穴传输修饰剂增强的内建电压
摘要： 本文通过电化学循环伏安法原位合成了名为聚三苯基咔唑并苂（p-TPCF）的新型电聚合（EP）薄膜，并将其应用于调控有机太阳能电池（OSCs）中PEDOT:PSS空穴传输层（HTL）的功函数（WF）。研究采用开尔文探针力显微镜（KPFM）、光强依赖性电池表征、莫特-肖特基分析、瞬态光电压（TPV）和瞬态光电流（TPC）测量等多重技术揭示作用机制。得益于更深的功函数（WF）、更大的内建电压（Vbi）、降低的复合率及延长的载流子寿命，采用该EP薄膜的器件展现出优异性能，同时实现了开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）的协同提升。
关键词： PEDOT:PSS、内建电压、功函数调控、有机太阳能电池、载流子寿命、电聚合薄膜、电荷复合
更新于2025-09-19 17:13:59
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绿色聚赖氨酸对映体作为高性能有机光伏器件的电子提取层
摘要： 在本研究中，我们首次揭示了绿色材料——聚赖氨酸（包括聚-L-赖氨酸及其与聚-D-赖氨酸的混合物）可作为有机光伏器件（OPVs）中的电子提取层（EELs）。通过Zeta电位分析验证了聚赖氨酸对映体的独特构型，并利用紫外光电子能谱（UPS）证实了其对氧化铟锡（ITO）功函数（WF）的调控能力。这两种具有不同氨基排列方式的聚赖氨酸基团在ITO基底上形成了不同的表面偶极矩，从而改变了ITO的表面能和功函数。聚-L-赖氨酸优化了ITO的功函数，使无电子传输层的OPV器件实现了高效载流子传输，在ITO/中间层/体异质结/MoO3/Ag器件结构中获得了10.01%的高光电转换效率（PCE）。作为首次针对聚赖氨酸对映体在OPVs中的应用研究，我们证实了其通过界面偶极形成增强极性的功函数调控功能，并发现这种具有长期稳定性的高效界面材料在持续热光处理400小时后仍能保持约80%的初始效率。
关键词： 界面偶极子、有机光伏、电子提取层、聚赖氨酸、功函数调控
更新于2025-09-16 10:30:52
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源自双嘧啶单元的具有分布式偶极矩的自组装单分子层
摘要： 以金(111)表面含偶极单元2,5'-联嘧啶的硫醇自组装单层膜(SAMs)为例，验证了固体基底上单分子自组装中分布式偶极子的概念。这些偶极单元通过直接连接或苯撑-亚甲基间隔基与硫醇锚定基团相连，其中间隔基使偶极部分与基底解耦并促进成膜。正如预期，含间隔基的SAMs展现出更高质量特性，包括更高的堆积密度和近乎直立的分子取向。通过C 1s和N 1s光电子能谱测试了联嘧啶偶极单元的静电效应，其中静电核心能级位移影响了光谱形态。此外，改变偶极取向可使功函数在约1.35 eV范围内变化。密度泛函理论计算对实验进行了补充。虽然功函数调控范围相当可观，但考虑到单分子含嘧啶基SAMs已产生约1.0 eV的功函数变化，该数值仍小于预期。这种特性源于所研究SAMs的不对称性：对于远离基底的偶极取向，单嘧啶与联嘧啶SAMs间功函数变化确实呈现预期倍增效应；而朝下取向的嘧啶偶极中，第二个极性环几乎不起作用。核心能级位移观测结果与此一致。我们讨论了可能导致这种不对称性的多种因素，如无序态、退极化效应或费米能级钉扎，其中最可能的解释是空气污染物吸附——这些污染物仅存在于朝下偶极取向的薄膜中，会与外表面附近的氮原子相互作用。尽管存在这些复杂因素，部分引入的分布式偶极SAMs仍是理解界面静电效应的重要模型系统，对调控有机(光)电子器件中的载流子注入势垒也具有重要意义。
关键词： 双嘧啶单元、分布偶极矩、自组装单分子层、有机（光）电子器件、功函数调控
更新于2025-09-12 10:27:22