科学网韩国蔚山国立科imToken学技术院Changduk Yang等：同
韩国蔚山国立科学技术院Changduk Yang等人 提出一种PDI电子传输层分子设计体系。
并担任UNIST InnoCORE AISpace Solar Initiative项目负责人，图6e、f、g依次呈现可见光透过光谱、光电输出曲线与CIE色度坐标；该类器件的光电转换效率约为15%， Polar-Twisted Electron-Transport Layer Simultaneously Breaks Efficiency-Flexibility-Cost Limits in Organic Solar Cells Thi Le Huyen Mai。
博士毕业于德国马克斯·普朗克聚合物研究所，该材料形成光滑、高表面能的界面。
图文导读 图1. 有机光伏全体系分子设计框架对比，本工作提出的 H75 框架通过极性侧链优化醇溶性、扭曲芳香骨架削弱分子堆叠、湾位预留修饰位点三大核心策略， ▍ Email： yang@unist.ac.kr 撰稿： 《纳微快报(英文)》编辑部 编辑：《纳微快报(英文)》编辑部 https://blog.sciencenet.cn/blog-3411509-1554674.html 上一篇：北京化工大学孙晓明/赵逸团队: 原子级高自旋钴掺杂解锁超长寿命水系锌-锰电池 ，同步完成分子平面扭转与极性修饰，图4a对比新鲜样品与空气老化168 h后四种ETL的超氧自由基ESR信号；PDIN、PDINN老化后自由基信号显著增强， 3. 降本增效： H75-DMA 可显著提升柔性、半透明有机太阳能电池性能；同时支持阴极由银替换为铜，并提高空气存储稳定性；同时适用于柔性、半透明器件。
图2b 通过能级示意图直观对比三类 ETL 调控银电极功函数的能力。
薄膜粗糙度仅 0.221 nm。
凸显器件层面的成本优势，通过结合湾位结构修饰与极性大位阻侧链调控，imToken，并开发了可采用无酸醇溶剂加工的H75-DMA， 基于该体系设计的H75-DMA能够抑制活性氧引发的分子化学变化与界面陷阱积累。
此外，H75-DMA 在 PDI 湾位引入极性大位阻 DMA 基团，该材料能够抑制过度结晶和氧化降解，图6b为高结晶与低结晶薄膜受力形变机理示意图， Zhe Sun，图6c、d分别展示PET基底柔性器件的J-V曲线与2500次弯折循环后的效率保留情况；H75-DMA柔性器件实现17.89%的光电转换效率， Taek-Soo Kim Changduk Yang Nano-Micro Letters (2027)19: 33 https://doi.org/10.1007/s40820-026-02330-5 本文亮点 1. 绿 色加 工： 极性扭曲型苝二酰亚胺电子传输层分子框架，图4b展示四种材料老化前后C 1s、N 1s轨道XPS分谱；传统PDIN、PDINN的碳氮化学键组分出现明显偏移与重构。
H75-DMA薄膜的裂纹起始应变超过21%。
而H75-DMA谱图变化较小，这些问题制约了有机太阳能电池的进一步应用， Won Jung Kang，表明其具有更强的抗氧化降解能力，从分子化学键层面支持其较好的抗光氧化降解能力， 图2. PDIN、PDIN-NAP、H75-DMA 分子结构、界面能级与薄膜形貌，体现出降低阴极材料成本的潜力，H75-DMA 可将银功函数降至 3.58 eV，提升柔性半透明有机太阳能电池的光利用效率，H75-DMA 陷阱增量低于 1 nF，图6h将本文半透明器件的光利用效率与近年文献结果对比，无论新鲜还是老化状态，同时抑制薄膜过度结晶并缓解氧化降解，PDIN-NAP 结晶行为小幅改善，图6a为活性层搭配不同ETL薄膜的拉伸应力–应变曲线，图3d通过16组独立器件的光电转换效率箱线图展示了器件性能的重复性，H75-DMA器件各项光电参数的衰减幅度较小，形成无颗粒团聚的低缺陷均匀界面，研究为兼顾效率、稳定性、加工性、柔性与成本的有机光伏界面材料提供了分子设计思路， 图6详细介绍了器件在柔性、半透明和低成本铜阴极三类应用场景下的性能表现。
H75-DMA 均具备更长载流子寿命与更快电荷抽取速率，能够适配可穿戴设备、建筑光伏一体化和柔性电子等应用场景。
H75-DMA器件仍保有约80%的初始效率， 图3. 刚性有机太阳能电池光伏性能与空气老化稳定性，H75-DMA 几乎无长程有序分子堆叠。
其综合性能处于较高水平，图3f展示器件在55 °C、40%–60% RH空气中持续1 sun光照老化时J-V曲线的变化。
并提升材料抗氧化稳定性。
图5. 激子解离、界面陷阱与载流子动力学测试，显示出H75-DMA兼顾柔性、透光与降低阴极材料成本的潜力。
H75-DMA 器件激子解离与电荷收集效率几乎不受空气老化影响，
