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華工何志才ACS：MXene界面工程助力倒置OSCs實現(xiàn)高性能飛躍

發(fā)表時間：2025-06-03 13:45

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主要內(nèi)容

華南理工大學(xué)何志才教授、鐘文楷教授與王劍斌教授帶領(lǐng)團隊開展研究，發(fā)現(xiàn)倒置有機太陽能電池（OSCs）在實際應(yīng)用中展現(xiàn)出**的操作穩(wěn)定性，但其光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）卻低于傳統(tǒng)器件。這一效率短板的核心原因在于非富勒烯受體電子親和能過度降低，嚴(yán)重阻礙了電荷的有效提取。

為突破這一瓶頸，團隊創(chuàng)新引入 MXene 夾層（Ti?C?OH?），采用定制化的 MXene 介導(dǎo)埋藏界面工程策略。該策略一方面優(yōu)化了氧化鋅（ZnO）/活性層界面的能級結(jié)構(gòu)，另一方面有效鈍化了 ZnO 表面缺陷。經(jīng)過修飾的 ZnO 顯著降低了能量勢壘，減少了非輻射復(fù)合，從而大幅增強了 OSCs 器件的電荷提取能力。

基于這一策略，團隊成功制備出 D18:L8-BO 器件，其光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá) 18.55%，同時器件的儲存穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性也得到顯著提升。在目前已報道的倒置 OSCs 中，這一效率處于領(lǐng)先水平。

這項研究成果不僅確立了 MXene 作為高效倒置 OSCs 界面工程中多功能材料的重要地位，還為設(shè)計和優(yōu)化界面接觸以實現(xiàn)高效且穩(wěn)定的倒置 OSCs 提供了堅實的理論支撐和實踐參考。總之，團隊提出的通過定制 MXene 介導(dǎo)埋藏界面工程來緩解基于非富勒烯受體（NFA）的倒置 OSCs 中能量不利的界面接觸的策略，為該領(lǐng)域的發(fā)展開辟了新的路徑。