DLTA-ZnO为阴极界面层的高效非富勒烯有机太阳能电池

摘要

为了提高非富勒烯有机太阳能电池（NF-OSCs）的效率和稳定性,提出了一种新的策略对阴极界面材料ZnO改性。通过引入小分子DL-硫辛酸（DLTA）修饰溶胶凝胶ZnO,得到一种新的阴极界面材料DLTA-ZnO。与原始ZnO相比,DLTA-ZnO的功函数降低,接近受体材料的LUMO能级,实现了阴极界面层与受体材料之间良好的欧姆接触,可以促进电子的传输和收集。此外,由于DLTA-ZnO中的羧基可以与ZnO配位,使DLTA-ZnO中的氧缺陷被钝化,有利于抑制载流子复合,获得较高的J_SC。DLTA-ZnO表现出粗糙的表面,增加了界面与活性层的接触面积,促进电子向界面的有效传输。同时DLTA-ZnO使疏水的活性层薄膜更加疏水,增强了界面的稳定性。将DLTA-ZnO应用到基于PM6:Y6的倒置结构的NF-OSCs中,并将其作为阴极界面层,制备了能量转换效率超过16.62%的高性能器件,并表现出良好的稳定性。实验结果表明,小分子DLTA修饰ZnO可以有效调控阴极界面,是一种用于倒置结构OSCs的简单、高效和稳定的阴极界面材料。

关键词

非富勒烯有机太阳能电池 / 界面改性 / 缺陷钝化 / 能量转换效率 / 稳定性