缺乏有效且无腐蚀的空穴传输层(HTL)材料一直是一个长期存在的问题，严重限制了有机太阳能电池 (OSC) 的性能。大多数pH中性的共轭聚电解质 (CPE) 由于掺杂密度低而表现出不如酸掺杂的 HTL 材料的性能。基于此，北京化工大学许博为团队设计并合成了一系列具有高掺杂密度的 pH 中性CPE作为HTL材料，相关成果于2024年10月14日发表于Advanced Materials期刊。通过复杂的合成路线，可以在噻吩中引入两个磺酸盐封端的烷氧基侧链，从而合成富电子、高度溶解且化学稳定的噻吩单体，从而实现后续聚合。CPE PTT-F 表现出显着的自掺杂性能，掺杂密度从2.01E17 增强到 7.02E18 cm−3。PTT-F 基 HTL 的高功函数和增加的掺杂密度使阳极界面处的耗尽区宽度从 38.4 nm 减小到 8.1 nm，从而最大限度地减少了空穴传输中的能量损失。因此，由 PTT-F 基 HTL 改性的二元 OSC 实现了 18.8% 的高 PCE。据我们所知，这是采用CPE基 HTL 的 OSC 的最高 PCE。这项研究的结果表明，在 pH 中性 CPE 中实现了出色的空穴收集能力，这是一个令人鼓舞的成就。
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