近期,中欧学院徐韬副教授课题组及合作者在高性能有机光伏器件领域取得进展,在国际著名期刊《Small》(影响因子:15.153)发表题为“Niobium-carbide MXene modified hybrid hole transport layer enabling high-performance organic solar cells over 19%”的研究论文。
有机太阳能电池(OSCs)具有低成本、可溶液加工、柔性等优势成为新能源研究领域的热点。目前随着非富勒烯受体的发展,单节OSCs的最高效率已经达到19%。除了发展新型有机光伏材料,优化OSCs的空穴传输层(HTL)也是提升器件性能的重要方法。Nb2C MXene作为一种新型二维材料,凭借高导电率、高表面积在提升光伏器件性能方面表现出巨大潜力。本工作提出了一种新型可溶液加工的Nb2C MXene掺杂复合HTL,大幅提升器件性能。通过电学、形貌、化学组成表征结果表明Nb2C MXene可以提升HTL的导电性并促进相分离,从而提升活性层的空穴传输速率、电荷提取能力以及降低器件的界面电阻,系统阐释了Nb2C MXene提升OSCs器件性能的内在机理。此外,将复合HTL应用于基于不同非富勒烯体系的器件中,证明了其在提升OSCs器件性能的普适性。其中,基于三元活性层体系PM6:BTP-eC9:L8-BO的OSCs器件最优PCE达到了19.3%,为目前应用二维材料的OSCs器件中的最高效率,达到了世界先进水平。
上海大学为本文第一署名单位,中欧学院研究生邓宝中为论文第一作者,中欧学院徐韬副教授、材料基因组工程研究院王生浩教授为共同通讯作者。本论文获得了国家自然基金、国家重点研发计划等项目的支持。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202207505