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修饰后非共轭天然海藻酸盐作为电子传输层实现高性能聚合物太阳能电池
Zhang, X., Shen, W., Zhao, Y., Wang, X., Wang, Y., Li, L., Zhang, Y., Long, Z., Wang, J., Belfiore, L., Tang, J., Inganäs, O.,
Journal of Power Sources
Abstract
寻找替代昂贵合成共轭聚合物作为聚合物太阳能电池（PSCs）界面层的材料，对大幅降低成本和推动其商业化进程具有重要意义。引入天然聚合物作为高效PSCs的界面层是一种潜在选择。本研究利用完全不具共轭结构的海洋天然多糖——海藻酸钠（SA）作为高效电子传输层（ETL），替代传统PSCs中的共轭明星分子聚[(9,9-双(3'-(N,N-二甲基)-N-乙基铵丙基)-2,7-芴)-alt-2,7-(9,9-二辛基芴)]二溴化物（PFN-Br）并对铝（Al）电极进行修饰。SA通过形成界面偶极并保持欧姆接触，成功实现了铝电极功函数的降低。同时实现了理想的电荷转移与激子解离，并减少电荷复合，最终获得与PFN-Br作为ETL器件相当的功率转换效率（PCE）。在PTB7-Th:PC71BM体系中PCE提升至9.5%，在PM6:IT-4F体系中达到13.4%，这展示了天然海藻酸钠非共轭聚电解质在传统PSCs中光伏应用的广阔前景。