有机太阳能电池（OSCs）因其在高性价比、大面积、柔性器件的溶液处理方面的巨大潜力，已成为替代传统无机太阳能电池的一种很有前途的能源技术。界面层在提高OSCs器件性能和器件稳定性方面具有重要作用。插入在光活性层和电极之间的界面层(空穴传输层和电子传输层)的目的是调节功函数，形成欧姆接触，最小化能量势垒，提高电极的电荷选择性。值得注意的是，电子传输层(ETL)已经被开发出来用于高性能的OSCs，但空穴传输层(HTL)的开发还远远落后。

鉴于此，四川大学彭强教授报道了以成本效益较高的四水醋酸钴(Co(OAc)₂·4H₂O)为前驱体，通过热退火(TA)和紫外光臭氧(UVO)处理，简单地制备出了一种耐用的HTL。

文章要点

1）为了调整Co基HTL的电学性质，研究人员进行了TA和UVO处理。TA工艺导致晶水流失，Co(OAc)₂·4H₂O前驱体氧化，功函数增大，从而提高了器件的开路电压(V_OC)。然而，经TA处理后，Co基HTL的功函数仍低于裸ITO电极的功函数(4.83 eV)。这导致了较大的空穴提取势垒，而电导率低和大量的形貌缺陷恶化了空穴提取的势垒，导致器件性能较差。再经UVO处理后，Co基HTL的功函数和电导率得到大大提高，形貌缺陷和电阻率明显降低。

2）通过对Co基HTL进行TA和UVO处理，OSCs的V_OC、短路电流密度(J_SC)和填充因子(FF)实现了同时提高，从而显著改善了功率转换效率（PCE）。其中，150 ℃退火的Co基HTL在PM6：L8-BO基器件中具有最高的PCE，达到了18.77%，V_OC为0.89 V，J_SC为26.37 mA cm^-2，FF为79.94%，远高于PEDOT：PSS基器件（18.02%）。这是目前高性能二元共混型OSCs的新记录。

参考文献

Huifeng Meng, et al, 18.77% Efficiency Organic Solar Cells Promoted by Aqueous Solution Processed Cobalt(II) Acetate Hole Transporting Layer, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202110550

https://doi.org/10.1002/anie.202110550