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本網訊（化學學院）近日，我校化學學院袁忠義教授課題組在有機太陽能電池用陰極界面材料和鈣鈦礦太陽能電池用缺陷修飾材料兩個研究方向取得重要進展。

界面修飾在高效的有機太陽能電池中具有至關重要的作用，優秀的陰極界面材料比較匱乏。袁忠義教授課題組與北京化工大學張志國教授課題組合作，設計合成一類優秀的萘酞菁類陰極界面材料SiNcTI-Br和SiNcTI-N，并將其應用到高效的有機太陽能電池中。以硅萘酞菁四酰亞胺SiNcTI-Br為界面材料，結構為ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6/陰極界面材料/Ag的正相有機太陽能電池顯出更高的光電轉換效率（16.71%），良好的厚度不敏感性以及更好的穩定性，綜合性能優于當前優秀的陰極界面材料PDINO和PFN-Br。該工作得到并實驗驗證了一個優秀新型的陰極界面材料母體萘酞菁酰亞胺，為高效陰極界面材料的設計提供了一個有效途徑，對高效有機太陽能電池的制備具有重要意義。相關研究成果以“Silicon Naphthalocyanine Tetraimides: Cathode Interlayer Materials for Highly Efficient Organic Solar Cells”為題發表在化學類頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed.（DOI:10.1002/anie.202106364）。該論文的第一作者是南昌大學蔡春生博士生。

袁忠義教授課題組自2016年一直致力于開發酞菁類有機光電材料，首次在未修飾的酞菁類發色團上引入多個酰亞胺基團，合成了可溶液處理的亞酞菁酰亞胺（SubPcTI, Org. Lett. 2019, 21, 3382-3386）、亞萘酞菁酰亞胺（SubNcTI, J. Mater. Chem. C 2020, 8, 2186-2195）、酞菁酰亞胺（PcTI, Dyes and Pigments 2020, 173, 107980）類受體材料，SiNcTI-Br 界面材料是前期工作的延續。

同時，袁忠義教授課題組與中科院海西研究院高鵬課題組在多晶鈣鈦礦薄膜缺陷的鈍化方向進行深入合作。近日將半全氟烷基苝酰亞胺6CF6CH-PDI用于多晶鈣鈦礦薄膜缺陷的調控，基于雙鈍化策略的鈣鈦礦有機太陽能電池取得23.8%的光電轉化效率，穩定運行1700小時后，效率僅僅降低3%，遠遠優于未鈍化的電池。該工作對于高效穩定鈣鈦礦太陽能電池的設計具有重要參考價值與指導意義。該工作以“Dually-Passivated Perovskite Solar Cells with Reduced Voltage Loss and Increased Super Oxide Resistance”為題，發表在Angew. Chem. Int. Ed（DOI: 10.1002/anie.202017148）。

2018年袁忠義教授課題組首先設計合成半全氟烷基取代苝酰亞胺類電子傳輸材料6CF6CH-PDI和4CF8CH-PDI（J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 2018, 56, 116）。2019年我校陳義旺教授課題組首次將此類材料應用于鈣鈦礦太陽能電池的缺陷調控，發現4CF8CH-PDI能有效地增加鈣鈦礦電池活性層材料的穩定性，提高其器件效率。在相對濕度50%的環境中，30天后還能保持80%的效率（Adv. Energy Mater. 2019, 1900198）。

以上兩個研究進展均是基于我校科研團隊在這兩個國際前沿方向的長期持續探索，推動了有機太陽能電池的研究進展。這些工作得到了江西省新能源化學重點實驗室、南昌大學高層次人才啟動基金、國家自然科學基金、江西省自然科學基金項目的大力支持。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202106364

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202017148

編    輯：涂金鳳

責任編輯：許  航