主要内容

在*效有机太阳能电池中，电子传输层是实现载流子*效提取的核心组件，对器件性能起着关键作用。南昌大学谌烈、上海交通大学刘烽和朱磊等人开展了相关研究，通过在分子结构中引入氢键作用、在侧链引入极性羰基，设计并合成了界面材料PDINON，并将其用作有机太阳能电池的电子传输层。该新型苝二酰亚胺衍生物具备强分子内/分子间相互作用、优异的静电势特性及良好的缺陷抑制能力，研究核心聚焦于改善界面电荷传输动力学特性。

汉森溶解度参数计算结果表明，分子间形成的O-H-N氢键可显著增强分子间相互作用，进而提升电荷推拉效应；而侧链极性羰基的引入，则进一步优化了PDINON的界面适配性能。将PDINON作为客体材料，与其他界面材料共混制备杂化界面层（如PNDIT-F3N:PDINON杂化体系），可显著提升电荷转移效率、加快载流子迁移速率，并**程度抑制不同活性层体系器件界面处的陷阱辅助复合行为。

实验结果表明，以PNDIT-F3N与PDINON构建杂化层、PM6:L8-BO为活性层时，二元有机太阳能电池实现了19.75%的优异光电转换效率，为界面调控效率树立了新标杆，且该体系可在多种器件中实现性能的稳定提升；当活性层替换为D18:L8-BO后，器件效率进一步提升至20.17%，跻身二元有机太阳能电池的**性能行列。

此外，该杂化电子传输层可有效抑制界面缺陷，且适配规模化制备工艺，展现出突出的规模化应用潜力——当器件面积放大至1 cm²时，仍能保持**性能，实现18.64%的光电转换效率，且效率衰减程度极低。

南昌大学谌烈、上海交通大学刘烽和朱磊等人的研究成果，不仅为阴极界面性能优化提供了一种简便*效的策略，也为*性能有机太阳能电池器件的制备提供了重要指导思路；同时，该研究通过*效的界面工程技术，进一步推动了有机太阳能电池的商业化应用与发展进程，凸显了界面工程在光伏技术领域的变革性潜力。

文献信息Highly Polar Molecules in Electron Transport Layers Achieve >20% Efficiency and Excellent Scalability in Binary Organic Solar Cells via Enhanced Charge Extraction

Jiawei Deng, Youhui Zhang, Rui Zeng, Lei Zhu, Jiabin Liu, Shijing Zhang, Yaqi Pei, Jiaping Xie, Senke Tan, Fei Han, Huihui Liang, Zhifu Ai, Feng Liu, Lie Chen

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202526273

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