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通过引入镱作为阴极界面层提升绿色钙钛矿发光二极管的效率并抑制效率滚降
摘要： 钙钛矿发光二极管（PeLEDs）具有高外量子效率（EQE），已成为照明和显示应用的下一代技术。然而，它们在高亮度下（尤其是蓝光和绿光发射时）存在严重的效率滚降问题，这是其工业应用的主要瓶颈之一。本研究采用稀土金属镱（Yb）作为阴极界面层（CIL）来解决绿光PeLEDs的这一难题。通过构建ITO/TFB/FA基准二维钙钛矿/TPBi/Yb/Ag新型器件结构，我们实现了峰值电流效率（CE）22.3 cd/A（对应EQE 5.28%）及高达19,160 cd/m2的亮度。值得注意的是，在2,000 cd/m2亮度下22 cd/A的峰值CE仅降至5,000 cd/m2时的16.8 cd/A，并在10,000 cd/m2超高亮度下仍保持12 cd/A的良好水平，展现出极低的效率滚降。与含Mg和Liq等传统CIL的PeLEDs相比，我们的Yb掺杂器件在峰值效率、效率滚降和工作寿命方面均显著更优。优异性能归因于Yb的低功函数（2.6 eV）实现了无势垒高效电子注入，使电子电流接近空穴主导型PeLEDs中的空穴电流（单载流子器件测试证实）。此外，采用Cs基准二维钙钛矿为发光层的Yb掺杂PeLEDs也表现出色：CE达51.3 cd/A（对应EQE 16.4%），最大亮度14,240 cd/m2，且相比Liq基器件仍呈现更低的效率滚降。这些结果揭示了Yb作为高效CIL在实现高效率与低效率滚降PeLEDs方面的广阔前景。
关键词： 电子注入、镱、准二维、钙钛矿发光二极管、稳定性、阴极界面层、效率滚降
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于三嗪/氧化膦的高效阴极界面材料用于常规与倒置有机太阳能电池
摘要： 阴极界面层（CIL）已应用于有机太阳能电池（OSC）以提升光伏特性。目前大多数界面材料仅用于常规有机太阳能电池（COSCs）或倒置有机太阳能电池（IOSCs）。本研究设计合成了两种新型阴极界面材料：3-(4,6-双(4-溴苯氧基)-1,3,5-三嗪-2-基)-2,6-二氟苯基)二苯基氧化膦（Br-PO-TAZ）和4,4'-((6-(3-(二苯基氧化膦)-2,4-二氟苯基)-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双(氧))二苯甲腈（CN-PO-TAZ），并将其同时应用于COSCs和IOSCs。与未使用界面层的器件相比，新界面层显著提升了光伏性能：CN-PO-TAZ在COSCs中实现8.19%的功率转换效率（PCE），在IOSCs中达8.33%；Br-PO-TAZ在COSCs和IOSCs中分别获得8.15%和8.23%的PCE。性能提升源于多重优势：有效降低漏电流、减小串联电阻、抑制复合、促进电荷传输与收集。此外，该界面层通过阻隔水汽增强了器件稳定性。
关键词： 阴极界面层、有机太阳能电池、常规/倒置结构、三嗪/氧化膦单元、稳定性
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于双(苯并噻吩-S,S-二氧化物)大带隙聚合物的分子工程用于聚合物太阳能电池界面改性
摘要： 开发适用于常规和倒置聚合物太阳能电池（PSCs）的高效通用界面材料，对实现卓越的光伏性能和可行的器件工程至关重要。本研究合成了两种新型醇溶性共轭聚合物（PBSON-P和PBSON-FEO），其以双(苯并噻吩-S,S-二氧化物)稠合芳烃（FBTO）为核心单元，并带有氨基官能团。这两种聚合物可同时作为常规和倒置PSCs的通用阴极界面层。得益于FBTO单元扩大的共轭平面性和更高的电子亲和力，PBSON-P和PBSON-FEO均展现出优异的电子传输能力。它们具有较宽的带隙，这对倒置PSCs的光吸收至关重要——在此方面，PBSON-P和PBSON-FEO比部分已报道的小带隙阴极界面材料更具优势。重要的是，这两种聚合物具有较深的HOMO能级，能有效阻挡阴极空穴从而提高填充因子。最终，采用PBSON-P和PBSON-FEO作为阴极界面层的常规及倒置PSCs均实现了优异的光伏性能。因此，该系列新型聚合物可作为高性能常规与倒置PSCs的两栖型阴极界面材料。
关键词： 氨基、阴极界面层、大带隙聚合物、苯并噻吩-S,S-二氧化物、聚合物太阳能电池
更新于2025-09-12 10:27:22