作為有機太陽能電池(OSCs)中主要使用的陰極中間層(CILs),苝-二酰亞胺(PDI)基聚合物具有優(yōu)異的電荷傳輸能力及合適的能級。盡管如此,具有良好成膜能力和耐溶劑性的PDI基CILs非常罕見,這不僅限制了OSC性能的進(jìn)一步提高,也阻礙了PDI CILs實際應(yīng)用。
在這篇文章中,中科院化學(xué)所侯劍輝&北京化工大學(xué)許博為等人設(shè)計并合成了兩種非共軛PDI聚合物,用于在不同類型的OSCs中實現(xiàn)高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)。低聚乙二醇(OEG)鍵的利用增強了PDI聚合物的n摻雜效應(yīng),從而提高了CIL性能、降低功函數(shù)和加強了電子傳輸能力。此外,非離子OEG鏈的引入有效提高了PDI聚合物的潤濕性能和耐溶劑性,因此PPDINN CIL可以在制造各種OSCs時承受不同的加工條件,包括常規(guī),倒置和刮涂器件。
采用PPDINN CIL制備具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的二元OSC達(dá)到18.6%PCE,同時器件穩(wěn)定性也有所提高。此外,PPDINN與大面積刮涂技術(shù)相兼容,在1cm2 OSC中,使用刮涂PPDINN的PCE達(dá)到16.6%。
Non-ionic Perylene-Diimide Polymer as Universal Cathode Interlayer for Conventional, Inverted, and Blade-Coated Organic Solar Cells
Luxin Feng, Yanhe Xiang, Zhe Li, Qingyang Li, Hongliang Dong, Shouke Yan, Bowei Xu*, Jianhui Hou