近日，北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心刘瑶教授课题组及合作者在《Angew. Chem. Int. Edit.》发表题为“Naphthalene-Diimide-Based Ionenes as Universal Interlayers for Efficient Organic Solar Cells” 的研究论文，研究人员简单而高效地合成了基于萘酰亚胺的紫罗烯类聚合物界面材料，研究表明该材料具备普适而且高效的界面调控能力，大幅度提高富勒烯、非富勒烯乃至三元有机太阳电池的光电转化效率。
有机太阳电池以质轻、柔性、可溶液大面积制备等优点而受到广泛的关注。近年来，有机太阳电池的光电转化效率取得了显著进步。这除了受益于活性层分子设计和器件结构的优化外，电池器件的界面工程也至关重要，置于金属电极和活性层之间的界面层可降低界面能垒，改善电荷的提取和传输，从而提高电池的光电转化效率。
基于N型共轭分子的阴极界面材料在电池器件中可以实现较宽的膜厚加工窗口，极大简化器件制备工艺，具有广阔的应用前景。经典的N型结构单元-萘二酰亚胺（NDI）具有高透光率，吸收光谱和活性层材料重叠较少等特点。基于萘二酰亚胺的有机半导体材料具有优异的电学性能，通常具有较高的电子迁移率，有被用作阴极界面层材料的潜力。本课题组设计合成了基于萘二酰亚胺结构单元的紫罗烯聚合物作为有机太阳电池的阴极界面层。该聚合物界面材料的合成简单高效，不涉及金属催化剂，非常适用于有机电子器件的制备。研究表明该聚合物具有优异的溶液加工性能和强大的界面调控能力，可以高效降低金属电极的功函数，消除金属电极和有机吸光活性层之间的能垒，减少载流子的复合损耗，普遍适用于富勒烯、非富勒烯和三元有机太阳电池，可在较宽的膜厚范围内实现高光电转化效率，是一种实用性较强的阴极界面层材料。
文章信息
Naphthalene Diimide-Based Ionenes as Universal Interlayers for Efficient Organic Solar Cells
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202004432
北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心为第一通信单位，高精尖创新中心博士研究生刘铭为文章的第一作者。