高性能有机阴极中间层(CIL)在有机太阳能电池 (OSC) 的发展中起着至关重要的作用。然而，由于电荷传输能力差的固有缺点，有机 CIL 长期以来的性能一直不如无机 CIL。基于此，北京化工大学张志国团队设计并合成了一种苝二酰亚胺 (PDI) 两性离子 PDI-B 作为 OSC 的高性能有机CIL，相关成果于2024年9月21日发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。该团队发现在溶液处理过程中形成了明显的 PDI-B H 聚集体，从而显著提高了CIL的电荷传输能力。与经典的PDINN相比，PDI-B的π-π堆叠距离从4.2 Å减小到3.9 Å，这进一步促进了电荷传输。因此，PDI-B 显示出1.81E−3 S/m的高电导率；这与无机CIL相当。二元OSC表现出19.23%的高PCE，是二元OSC中PCE值最高的之一。得益于PDI-B的耐溶剂性提高和与大面积加工方法的良好兼容性，反式和1 cm2 OSC的光伏性能得到显着提高。这项工作的结果为优化PDI薄膜的凝聚结构以提高电荷电导率提供了一种新方法，为开发高性能基于PDI的CIL开辟了一条途径。
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