通过引入四个吸电子酰亚胺基团和两个亲水性烷基，萘酞菁衍生物（SiNcTI-N 和 SiNcTI-Br）首先被用作有机太阳能电池中优异的阴极界面层材料（CIM）。SiNcTI-Br具有较深的 LUMO 能级（低于-3.90 eV）、良好的热稳定性（Td> 210 °C）和强大的自掺杂性能。SiNcTI-Br CIM 显示出高电导率（4.5×10-5S cm-1）和电子迁移率（7.81×10-5cm2V-1s-1）。南昌大学Xiaohong Zhao, Zhongyi Yuan以及北京化工大学Zhi-Guo Zhang等人将SiNcTI-Br应用于基于 PM6:Y6 的OSC，最佳效率为 16.71%。
为了研究基于 SiNcTI 的 CIM 在 OSC 中的光伏性能，采用的器件结构为ITO/PEDOT:PSS/活性层/阴极界面层/电极。其中，PM6:Y6 被选为吸光层材料，电极为银。强吸电子酰亚胺基团和由季铵盐和萘酞菁之间的电荷转移引起的有效自掺杂效应使 SiNcTI-Br 具有优异的电子导电性和传输性。SiNcTI-Br 显著降低了金属电极的 WF，并在富勒烯和非富勒烯 OSC 中作为阴极界面层表现良好。萘酞菁的酰胺化是开发用于高效 OSC 的高性能电子传输材料的有效策略。
Cai, C., Yao, J., Chen, L., Yuan, Z., Zhang, Z., Hu, Y., Zhao, X., Zhang, Y., Chen, Y. and Li, Y., Silicon Naphthalocyanine Tetraimides: Cathode Interlayer Materials for Highly Efficient Organic Solar Cells. Angew. Chem. Int. Ed.., 2021
https://doi.org/10.1002/anie.202106364
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202106364
原文刊载于【知光谷】公众号
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