有机太阳能电池的效率为21%,由具有双组件协同作用的混合界面层实现
Congqi Li1, Yunhao Cai2, Pengfei Hu3,4
1College of Materials Science and Opto-Electronic Technology Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation CAS Key Laboratory of Vacuum Physics, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China.
Nature materials
|July 18, 2025
概括
一种新的混合阴极接口层 (AZnO-F3N) 通过提高导电性和薄膜均性来提高有机太阳能电池的性能. 这一突破将功率转换效率提高到21%以上,并显示出灵活设备的前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 阴极界面层 (CIL) 对于有机太阳能电池 (OSC) 中的电子提取和再组合至关重要.
- 目前的CIL在导电性,重组和形态方面面临限制,阻碍了OSC的效率和稳定性.
研究的目的:
- 开发一种新的无机-有机混合CIL (AZnO-F3N),以克服现有CIL的局限性.
- 为了研究一个双组分战略的协同效应,整合无形氧化和PNDIT-F3N.
主要方法:
- 使用双组分协同战略制造一种无机-有机混合CIL (AZnO-F3N).
- 将AZnO-F3N CIL集成到具有D18:L8-BO和三元活性层的有机太阳能电池设备中.
- 设备性能的表征,包括功率转换效率,电荷提取和重组动力学.
主要成果:
- 该AZnO-F3N CIL显示了减少的界面缺陷,增强的导电性和改善的薄膜均性.
- 具有AZnO-F3N CIL的OSC表现出更高效的电荷提取和运输,并减少了重组.
- 一个二进制的OSC实现了20.6%的功率转换效率,一个三进制的设备达到21.0% (认证的20.8%).
结论:
- 通过优化接口属性,AZnO-F3N CIL显著提高了OSC性能.
- 混合CIL在不同的活性层,厚膜配置和灵活设备中显示出多功能性.
- 这种先进的CIL为未来开发高效和稳定的有机太阳能电池提供了巨大的潜力.


