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  近日，北京化工大學軟物質科學與工程高精尖創新中心劉瑤教授課題組及合作者在《Angew. Chem. Int. Edit.》發表題為“Naphthalene-Diimide-Based Ionenes as Universal Interlayers for Efficient Organic Solar Cells” 的研究論文，研究人員簡單而高效地合成了基于萘酰亞胺的紫羅烯類聚合物界面材料，研究表明該材料具備普適而且高效的界面調控能力，大幅度提高富勒烯、非富勒烯乃至三元有機太陽電池的光電轉化效率。

  有機太陽電池以質輕、柔性、可溶液大面積制備等優點而受到廣泛的關注。近年來，有機太陽電池的光電轉化效率取得了顯著進步。這除了受益于活性層分子設計和器件結構的優化外，電池器件的界面工程也至關重要，置于金屬電極和活性層之間的界面層可降低界面能壘，改善電荷的提取和傳輸，從而提高電池的光電轉化效率。

電活性紫羅烯聚合物在太陽電池中具備高效的界面調控能力，消除金屬電極和有機半導體層的接觸能壘

  基于N型共軛分子的陰極界面材料在電池器件中可以實現較寬的膜厚加工窗口，極大簡化器件制備工藝，具有廣闊的應用前景。經典的N型結構單元-萘二酰亞胺（NDI）具有高透光率，吸收光譜和活性層材料重疊較少等特點。基于萘二酰亞胺的有機半導體材料具有優異的電學性能，通常具有較高的電子遷移率，有被用作陰極界面層材料的潛力。該課題組設計合成了基于萘二酰亞胺結構單元的紫羅烯聚合物作為有機太陽電池的陰極界面層。該聚合物界面材料的合成簡單高效，不涉及金屬催化劑，非常適用于有機電子器件的制備。研究表明該聚合物具有優異的溶液加工性能和強大的界面調控能力，可以高效降低金屬電極的功函數，消除金屬電極和有機吸光活性層之間的能壘，減少載流子的復合損耗，普遍適用于富勒烯、非富勒烯和三元有機太陽電池，可在較寬的膜厚范圍內實現高光電轉化效率，是一種實用性較強的陰極界面層材料。

顯著提升富勒烯、非富勒烯以及三元有機太陽電池的性能，適用于多種高性能有機半導體材料體系，具備優異的普適性，在有機電子器件中顯示出廣闊的應用前景。

  北京化工大學軟物質科學與工程高精尖創新中心為第一通信單位，高精尖創新中心博士研究生劉銘為文章的第一作者。

  文章信息：Naphthalene Diimide-Based Ionenes as Universal Interlayers for Efficient Organic Solar Cells

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202004432