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  有機(jī)太陽能電池（OSC）在柔性/可穿戴電子產(chǎn)品、室內(nèi)光伏等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力，單結(jié)OSC的效率已超過19%，使OSC的商業(yè)化前景更加光明。大面積印刷制造是OSC商業(yè)化的關(guān)鍵途徑，而大面積印刷制造迫切需要溶液加工的厚度不敏感陰極界面層（CIL）。陰極界面材料（CIM）的高電子遷移率對(duì)于實(shí)現(xiàn)厚度不敏感CIL至關(guān)重要。N型自摻特性可賦予有機(jī)CIM高電子遷移率。不同類型的n型自摻CIM在正置OSC和倒置OSC中表現(xiàn)出不同的適用性。外部n型摻雜劑可以進(jìn)一步提高雜化共混物的電子遷移率。特別是，摻有有機(jī)染料的ZnO可以在倒置OSC中實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的光電導(dǎo)性。本綜述重點(diǎn)關(guān)注用于高性能OSC的溶液加工型厚度不敏感CIL。在正置OSC中，總結(jié)了作為厚度不敏感CIL的n型自摻小分子和聚合物以及外部n型摻雜的混合物。在倒置OSC中，總結(jié)了n型自摻小分子電解質(zhì)和聚電解質(zhì)、基于PEI/PEIE的聚電解質(zhì)以及外部n型摻雜的混合物（包括有機(jī)-有機(jī)和ZnO-有機(jī)），用于厚度不敏感CIL。強(qiáng)調(diào)了CIL的特定功能與CIM的化學(xué)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。最后，對(duì)溶液加工的厚度不敏感CIL進(jìn)行了總結(jié)和展望。

  文章詳細(xì)討論了CILs在OSCs中的功能和作用，包括改善能級(jí)對(duì)齊和電子提取、確定器件極性和增加電子傳輸、增強(qiáng)光吸收和提高器件穩(wěn)定性。還總結(jié)了不同類型的CIMs的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其在OSCs中的應(yīng)用效果。

1.有機(jī)太陽能電池中陰極界面層的功能和作用

  改善能級(jí)匹配和電子提取：陰極界面層（CILs）有助于對(duì)齊電極和活性層之間的能級(jí)，減少能量障礙，增強(qiáng)電子傳輸和提取，從而提高器件效率和穩(wěn)定性。

  增強(qiáng)光吸收：CILs作為光學(xué)間隔層，調(diào)節(jié)器件內(nèi)的光場(chǎng)，確保活性層最大限度地吸收光子，從而增加短路電流密度。

  提高器件穩(wěn)定性：CILs抑制金屬原子從陰極擴(kuò)散，防止水和氧氣侵蝕，并增強(qiáng)抗紫外線能力，從而提高器件的整體穩(wěn)定性和壽命。

Figure 4. Chemical structures of n-type self-doped polymers in conventional OSCs.

Figure 6. Chemical structures of partial organic materials for external n-doped hybrid blends (including organic–organic and ZnO-organic) in inverted OSCs.

4.總結(jié)和展望

  ·最新進(jìn)展: 在開發(fā)溶液處理的厚度不敏感陰極界面層（CILs）方面取得了顯著進(jìn)展，這對(duì)于有機(jī)太陽能電池（OSCs）的商業(yè)化至關(guān)重要。

  ·挑戰(zhàn): 在實(shí)現(xiàn)一致性能、與可擴(kuò)展制造工藝的兼容性以及增強(qiáng)大面積OSCs的耐久性方面仍然存在挑戰(zhàn)。

文章信息：

  第一作者：蔡平

  通訊作者：蔡平, 王劍斌, 薛啟帆

  單位：桂林電子科技大學(xué)，華南理工大學(xué)等

  Recent Progress of Solution-Processed Thickness-Insensitive Cathode Interlayers for High-Performance Organic Solar Cells

  https://doi.org/10.1002/adfm.202422023