我组博士研究生游祖豪、文俊杰最新成果发表在国际知名期刊《Advanced Materials》题为"Homology-Guided Zwitterionic Interlayers for 21% Efficiency Non-Fullerene Organic Solar Cells"

有机太阳能电池 (OSCs) 的性能演变日益受到最先进的光活性层和常规阴极界面层材料 (CIMs) 之间日益增长的不匹配之间矛盾的制约。在这里，我们报告了一种同源引导的分子设计策略，用于将 CIM 与稠环电子受体 (FREAs) 同步。通过将双离子侧链嫁接到高性能的五环 FREA 上，我们创造了一种新型 CIM,SZ1。与基于北酰亚胺的对应物相比，这种设计使 SZ1 具有更深的最低未占用分子轨道能级、更高的电子迁移率和更优的界面相容性。SZ1 同时降低了阴极功函数，提高了活性层的功函数，促进了欧姆接触并增强了电子提取。SZ1 还充当一种辅助的光收集器，在 SZ1/聚合物界面上具有空穴/能量转移，有助于光电流的产生。这些特性使 SZ1 成为一种高效、多功能的 CIM，其最佳厚度接近 30 nm，并具有出色的厚度公差，即使在厚度为 90 nm 的夹层中也能保持约 89% 的峰值性能。实现了令人印象深刻的 21.07% 的效率，跻身于最高效的 OSCs 之列。这种同源概念的普遍性通过将其成功推广到非融合环形电子受体而得到证明。这项工作为多功能、厚度不敏感的界面层建立了变革性的设计范式，为商业可行的 OSCs 铺平了道路。