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武大閔杰團隊Small：鹵化溶劑處理提高無空穴傳輸層有機太陽能電池效率

發表時間：2024-12-24 10:49

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主要內容

典型的PEDOT:PSS空穴傳輸層常因能級不匹配、高酸度及強吸濕性等特性從而限制其器件性能。武漢大學高等研究院閔杰教授帶領其團隊，創新性地運用鹵化溶劑處理技術，對氧化銦錫（ITO）基底的物理性質進行了優化。他們通過將ITO基底分別浸入含有1,2-二氟苯、1,2-二氯苯、1,2-二溴苯及1,2-二碘苯的過氧化氫共溶劑中，并在紫外光照射下處理，成功制備了ITO-F、ITO-Cl、ITO-Br和ITO-I四種鹵化ITO陽極。這些鹵化陽極的功函數得到了顯著提升，分別從ITO的4.63 eV增加至5.30 eV、5.32 eV、5.24 eV和5.28 eV，與ITO/PEDOT:PSS的5.22 eV功函數相近，從而有望替代PEDOT:PSS成為新的空穴傳輸層材料。

此外，基于不同鹵化ITO陽極的PM6:L8-BO:BTP-eC9器件展現出了不同的光電轉換效率（PCE）具體為：ITO-Cl器件的PCE高達19.48%，并且表現出**異的性能；ITO-F、ITO-Br和ITO-I器件的PCE分別為17.81%、17.05%和17.34%，也均展現出一定的競爭力。相比之下，采用PEDOT:PSS的器件PCE為18.70%。本研究還進行了全面的實驗分析，旨在揭示理論計算、混合形態及物理動力學之間的內在聯系，并深入剖析導致器件效率差異的關鍵因素。研究結果表明，所提出的鹵化ITO在實現高效有機光伏器件方面具有顯著優勢。