四川大学彭强&徐小鹏团队Angew：镍基空穴传输层，单结有机太阳能电池效率再创纪录

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前言回顾

得益于新型光伏材料的开发和形貌调控的策略，有机太阳能电池（OSCs）近年来取得了快速进展。目前，最先进的OSCs已经实现了超过19%的功率转换效率（PCE），显示出极大的应用前景。然而，与活性层的研究相比，界面层还远远落后。特别是，聚乙烯二氧噻吩：聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）由于其易于溶液处理、良好的光学透明度、合适的功函数（WF）以及与各种光活性层兼容，长期以来一直作为顶级OSCs的空穴传输层（HTL）。然而，它的酸性会导致氧化铟锡（ITO）电极的腐蚀，并且带正电的PEDOT可能与非富勒烯受体（NFAs）中的端基部分反应。因此，开发有效和耐用的HTL来规避上述缺点对于提高OSCs的器件稳定性以及未来的实际应用至关重要。

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文献简介

有鉴于此，近日，四川大学彭强教授、徐小鹏特聘研究员团队报道了一种具有高质量膜的镍（Ni）化合物，并将其作为非富勒烯（NFA）OSCs中的高效HTL。为了开发这种镍基HTL，研究人员分别在ITO玻璃上沉积了乙酰丙酮镍(II)(Ni(acac)2)和Ni(NO3)2，由于二者强烈的团聚倾向和较差的成膜能力导致在相关薄膜中形成大的团簇和过多的针孔。特别是在100℃热退火处理下，Ni(NO3)2的低熔点加剧了大团簇的形成。通过在Ni(NO3)2溶液中加入微量的Hacac添加剂，可以有效地防止Ni(NO3)2的团聚，从而形成具有改进的成膜能力的非晶和玻璃状层。通过额外的UVO处理，膜质量进一步提高，WF和电导率适当增加。当使用上述改性的薄膜作为HTL时，基于PM6:BTP-eC9和D18:BTP-Th的器件的高PCE分别为18.42%和19.02%，高于对照PEDOT:PSS的器件。

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文献总结

综上，该工作提供了一种简单的方法来提高HTL的膜质量，从而实现高性能的OSCs。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上，题为“Nickel(II) Nitrate Hole-Transporting Layers for Single-Junction Bulk Heterojunction Organic Solar Cells with a Record 19.02% Efficiency”。

本文关键词：有机太阳能电池，空穴传输层，溶液可加工性，薄膜。

转自：“有机光电前沿”微信公众号

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