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本網(wǎng)訊（化學(xué)學(xué)院）近日，我?；瘜W(xué)學(xué)院袁忠義教授課題組在有機(jī)太陽(yáng)能電池用陰極界面材料和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池用缺陷修飾材料兩個(gè)研究方向取得重要進(jìn)展。

界面修飾在高效的有機(jī)太陽(yáng)能電池中具有至關(guān)重要的作用，優(yōu)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(xué)張志國(guó)教授課題組合作，設(shè)計(jì)合成一類優(yōu)秀的萘酞菁類陰極界面材料SiNcTI-Br和SiNcTI-N，并將其應(yīng)用到高效的有機(jī)太陽(yáng)能電池中。以硅萘酞菁四酰亞胺SiNcTI-Br為界面材料，結(jié)構(gòu)為ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6/陰極界面材料/Ag的正相有機(jī)太陽(yáng)能電池顯出更高的光電轉(zhuǎn)換效率（16.71%），良好的厚度不敏感性以及更好的穩(wěn)定性，綜合性能優(yōu)于當(dāng)前優(yōu)秀的陰極界面材料PDINO和PFN-Br。該工作得到并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一個(gè)優(yōu)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(shè)計(jì)提供了一個(gè)有效途徑，對(duì)高效有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備具有重要意義。相關(guān)研究成果以“Silicon Naphthalocyanine Tetraimides: Cathode Interlayer Materials for Highly Efficient Organic Solar Cells”為題發(fā)表在化學(xué)類頂級(jí)期刊Angew. Chem. Int. Ed.（DOI:10.1002/anie.202106364）。該論文的第一作者是南昌大學(xué)蔡春生博士生。

袁忠義教授課題組自2016年一直致力于開發(fā)酞菁類有機(jī)光電材料，首次在未修飾的酞菁類發(fā)色團(tuán)上引入多個(gè)酰亞胺基團(tuán)，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(xù)。

同時(shí)，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(jìn)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(diào)控，基于雙鈍化策略的鈣鈦礦有機(jī)太陽(yáng)能電池取得23.8%的光電轉(zhuǎn)化效率，穩(wěn)定運(yùn)行1700小時(shí)后，效率僅僅降低3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于未鈍化的電池。該工作對(duì)于高效穩(wěn)定鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值與指導(dǎo)意義。該工作以“Dually-Passivated Perovskite Solar Cells with Reduced Voltage Loss and Increased Super Oxide Resistance”為題，發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed（DOI: 10.1002/anie.202017148）。

2018年袁忠義教授課題組首先設(shè)計(jì)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(yīng)用于鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的缺陷調(diào)控，發(fā)現(xiàn)4CF8CH-PDI能有效地增加鈣鈦礦電池活性層材料的穩(wěn)定性，提高其器件效率。在相對(duì)濕度50%的環(huán)境中，30天后還能保持80%的效率（Adv. Energy Mater. 2019, 1900198）。

以上兩個(gè)研究進(jìn)展均是基于我?？蒲袌F(tuán)隊(duì)在這兩個(gè)國(guó)際前沿方向的長(zhǎng)期持續(xù)探索，推動(dòng)了有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究進(jìn)展。這些工作得到了江西省新能源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、南昌大學(xué)高層次人才啟動(dòng)基金、國(guó)家自然科學(xué)基金、江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)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(zé)任編輯：許  航