1.前言回顾

有机太阳能电池（OSCs）的多层结构包括活性层、阴极界面层、和阳极界面层。这些界面层通常用于改善电荷提取，从而提高器件效率。目前人们主要利用真空沉积技术和溶液处理法在OSCs中引入界面层。然而，真空沉积技术需要高真空条件，不可避免地会消耗能源，并增加总体成本。溶液处理的界面层可以降低成本，但考虑到正交溶剂和界面层的高厚度灵敏性（需要精确控制在几十纳米以内），这就增加了制备大面积器件的难度。因此，开发一种同时提高器件效率和简化处理的策略对于OSCs的商业化非常必要。

与通过不同的加工步骤独立制备的界面层不同，自组织性的界面层材料可以自发迁移到顶面或底面，从而混合溶液沉积在该过程中同时形成活性层和界面层，有效简化了器件处理步骤。因此，PVP、PEIE和POF-N等自组织性材料已经成功地应用于OSCs中以形成阴极界面层，并且这些器件与具有独立处理的阴极界面层器件性能相当。然而，只有少数研究探索了组织方法在阳极夹层中的应用，并且所制备的器件性能较低。

图1.分子结构、性质与工艺流程

2.文献简介

基于上述的挑战，近日，华南理工大学黄飞教授、张凯副研究员等人团队首次在PM6:Y6-BO本体异质结混合物中引入小分子2PACz，利用该体系在成膜过程中能够自发形成活性层和阳极界面层，最终制备了一种高效OSCs器件。接触角测量表明，2PACz和光活性组分之间的表面能差驱动2PACz垂直向ITO衬底迁移；而飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）的分析则证实了光活性层和界面层的垂直分离。结果显示，在无卤溶剂邻二甲苯中制备的相应器件光电转换效率（PCE）为17.8%，远高于基于独立涂层技术制备的对照器件（16.8%）。

图2.不同工艺制备器件的光伏参数

更深入的研究表明，与单独沉积的2PACz相比，本体异质结下方的自组织性2PACz更有利于增强内置电位、抑制表面陷阱辅助复合和诱导有序分子堆积。研究人员随即制备了有效面积为1cm的大面积OSCs器件，并获得了15.8%的PCE。这些结果表明，利用自组织性2PACz制备的OSCs器件是基于该类方法的性能最好器件，甚至可以与其它最先进的OSCs器件相媲美。

图3.形貌表征与性能比较

3.文献总结

综上，该工作突出了原位自组织方法在简化器件处理和提高效率方面的巨大潜力，可以作为大面积OSCs器件制造的理想策略之一。相关研究成果现已发表在国际著名能源期刊《Nano Energy》上，题为“In-Situ Self-Organized Anode Interlayer Enables Organic Solar Cells with Simultaneously Simplified Processing and Greatly Improved Efficiency to 17.8%”。

本文关键词：有机太阳能电池，界面层材料，自组织，大面积器件，2PACz。

4.材料推荐

PM6：1802013-83-7