有机光伏（OPV）电池在实验室规模上取得了显著成功。然而，缺乏大规模生产的正极中间层材料仍然限制了其实际应用。

近日，中科院化学所Yong Cui，侯剑辉研究员通过在萘二酰亚胺（NDI）的2,6位上取代不同的共轭单元，设计并合成了三种CIL材料。

文章要点

1）研究发现这些单元可以显着影响自掺杂效应和功函数（WF）修改能力。NDI-Ph在OPV电池中显示出狭窄的耗尽区，这归因于适当的WF和强自掺杂效应，从而改善了电荷提取和电荷传输特性。

2）基于NDI-Ph的优化OPV电池获得了19.1%的PCE。NDI-Ph以100 g规模合成，由于其简单的后处理和具有成本效益的原材料，成本较低，为1.96 $ g⁻¹。自掺杂效应使NDI-Ph表现出优异的厚度不敏感性，使其能够在100 nm的膜厚下维持高PCE，从而适合高速镀膜加工。在不同的刮刀涂布速度和溶液浓度下，基于NDI-Ph的OPV电池可以保持高效率。最后，23.6 cm²模块（21.9 cm²有效面积）提供了15.8%的出色PCE_active。

参考文献

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