提高TMO有机光伏性能

韩国团队去除残留的有机金属结合配体，将电导率提高20倍

具有过渡金属氧化物（TMO）界面层的有机光伏正在成为传统硅基光伏的一种有前途的替代品。然而，它们的电学性质经常受到TMO合成过程中留下的不需要的有机金属结合配体的影响。

现在，韩国光州科学技术研究所的研究人员利用一种称为阴离子诱导催化反应（ACR）的技术解决了这个问题，该技术去除了残留的配体，导致电导率提高了20倍。

这项研究于2022年8月25日发表在《先进功能材料》杂志第32卷第35期。

研究人员已经开发了具有过渡金属氧化物（TMO）薄膜界面层的有机光伏（OPV），作为商业硅太阳能电池的经济高效的替代品。OPV以其优异的光化学性能和低成本的批量生产能力而闻名。然而，TMO层由于在其合成过程中产生的残留有机金属结合配体的存在而经常遭受导电性降低的影响。这大大限制了OPV发挥其全部潜力。

领导团队的Kwanghee Lee表示：“OPV（有机光伏）随着TMO薄膜朝着高达19%的功率转换效率迈进，溶胶-凝胶合成后留下的有机金属结合配体就像一把双刃剑，有助于TMO薄膜的形成，但也会恶化其性能。因此，我们的目标是找到一种方法，在合成过程后消除不需要的配体。”

因此，该团队通过在溶胶-凝胶法期间发生的水解和缩合步骤的同时引入ACR，使用含有机配体的离子化合物和基于MoOx的前体制备了TMO薄膜。X射线分析和密度泛函理论计算表明，ACR通过低级阴离子诱导了强烈的静电排斥，这加速了水解过程，并导致在室温下快速去除有机金属结合配体。

然后，该团队使用ACR衍生的MoOx薄膜制备了反向OPV配置，以测试其电性能。令他们高兴的是，他们观察到，与纯MoOx相比，薄膜的导电性提高了20倍，并且具有优异的功函数可调性。此外，倒置OPV配置显示效率提高了17.6%，初始效率保持超过70%达100小时。

这种新颖的策略不仅可以确保商业化所需的优异的光-电转换效率，还可以实现下一代OPV太阳能电池的节能量产。Lee总结道：“我们坚信，我们的发现所提供的见解将为大面积、可穿戴、柔性和可打印电子产品的生产开辟新的视野。”