有机光伏(OPV)已经实现了超过19%的效率,并且正在朝着实际应用的方向发展。然而,稳定性问题仍然是OPV商业化的一个主要挑战。近日,香港城市大学Alex K.-Y. Jen、Francis R. Lin报道了由形态稳定孔选择性自组装单层实现的耐用有机光伏。
本文要点:
1) 当用[2-(3,6-二氯-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸(3,6-Cl-2PACz)或[2-(4,5-二氯-9H-咔唑-9-基)乙基]膦酸(4,5-Cl-2PACz)的自组装单层代替传统的空穴传输层PEDOT:PSS时,作者发现PM6:BTP-eC9基器件的T80寿命可以分别从约100提高到约470和超过800小时。功率转换效率也分别从17.29%提高到18.17%和18.67%。
2) 4,5-Cl-2PACz基器件性能和光稳定性的提高源于供体和受体组分的稳定垂直分布,减少了能量无序,从而减轻了非辐射复合损失。作者进一步发现,4,5-Cl-2PACz改性的衬底表面能在长时间的光照下保持稳定,这是由于4,5-Cl-2PACz的光稳定性得到了改善,从而实现了稳定的活性层形态。在PM6:BTP-eC9:L8-BO-F三元器件中应用4,5-Cl-2PACz可获得19.05%的效率和1140h以上的T80寿命。
Yiwen Wang et.al Durable Organic Photovoltaics Enabled by a Morphology-Stabilizing Hole-Selective Self-Assembled Monolayer Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303354
https://doi.org/10.1002/aenm.202303354