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有機光伏（OPV）電池在實驗室規模上取得了顯著成功。然而，缺乏大規模生產的正極中間層材料仍然限制了其實際應用。

近日，中科院化學所Yong Cui，侯劍輝研究員通過在萘二酰亞胺（NDI）的2,6位上取代不同的共軛單元，設計并合成了三種CIL材料。

文章要點

1）研究發現這些單元可以顯著影響自摻雜效應和功函數（WF）修改能力。NDI-Ph在OPV電池中顯示出狹窄的耗盡區，這歸因于適當的WF和強自摻雜效應，從而改善了電荷提取和電荷傳輸特性。

2）基于NDI-Ph的優化OPV電池獲得了19.1%的PCE。NDI-Ph以100 g規模合成，由于其簡單的后處理和具有成本效益的原材料，成本較低，為1.96 $ g^?1。自摻雜效應使NDI-Ph表現出優異的厚度不敏感性，使其能夠在100 nm的膜厚下維持高PCE，從而適合高速鍍膜加工。在不同的刮刀涂布速度和溶液濃度下，基于NDI-Ph的OPV電池可以保持高效率。最后，23.6 cm²模塊（21.9 cm²有效面積）提供了15.8%的出色PCE_active。

參考文獻

Yue Yu, et al, Cost-Effective Cathode Interlayer Material for Scalable Organic Photovoltaic Cells, J. Am. Chem. Soc., 2024

https://doi.org/10.1021/jacs.4c01139