Toward a Robust ZnO Interface via Fullerene‐Based SAMs: Defect Passivation and Compatibility Tuning for High‐Performance Inverted Organic Solar Cells

材料科学 钝化 有机太阳能电池 光电子学 能量转换效率 接受者 相容性(地球化学) 光伏系统 纳米技术 单层 烷基 化学物理 化学工程 兴奋剂 双层 氧化物 活动层 量子点 X射线光电子能谱 电子受体 连接器 聚合物太阳能电池 电子转移 电子传输链 图层(电子) 电子 光致发光
作者
Tian Xia,Qian Li,Kaikai Liu,Shanchao Ouyang,Nan Zhang,Lingyi Ke,Gengxin Du,Yiting Jiang,Qi Liu,Haochen Liu,Hongkun Li,Zhiqiang Guan,Francis Lin,Dangyuan Lei,Chun‐Sing Lee,Xiao Cheng Zeng,Sai‐Wing Tsang,Alex K.‐Y. Jen,Hin‐Lap Yip
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:: e13104-e13104
标识
DOI:10.1002/smll.202513104
摘要

ABSTRACT The performance and operational stability of inverted organic solar cells (OSCs) are often limited by charge recombination and interfacial instability at the electron transport layer (ETL). To address this, we designed two fullerene‐based self‐assembled monolayers (SAMs)—C2‐PA and 4EG‐PA—as interfacial modifiers for zinc oxide (ZnO). Systematic comparisons reveal that the tetra(ethylene glycol) linker in 4EG‐PA induces a denser and more uniform SAM morphology than the alkyl chain in C2‐PA, which more effectively passivates the polar ZnO surface. This superior molecular packing translates into a champion power conversion efficiency of 19.46%. More critically, transient absorption spectroscopy (TAS) provides direct evidence that the 4EG‐PA‐modified interface facilitates the formation of a favorable charge‐transfer state, which not only promotes electron extraction but also enhances hole transfer efficiency from the acceptor to the donor, thereby suppressing non‐geminate recombination. Concurrently, the dense SAM acts as a robust buffer, improving the thermodynamic compatibility with the active layer and inhibiting its deleterious reaggregation. This dual mechanism—enhanced charge extraction and optimized interfacial morphology—underpins the exceptional operational stability, with devices retaining 84% of their initial performance after 2000 h. Our work elucidates the critical link between SAM molecular structure, interfacial properties, and device longevity, providing a strategic blueprint for future interfacial material design.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
畸你太美完成签到,获得积分10
刚刚
元宝爱吃薯片完成签到,获得积分10
刚刚
马乐天完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
自觉的溪灵完成签到,获得积分10
2秒前
Criminology34应助蓝天采纳,获得10
2秒前
桐桐应助蓝天采纳,获得10
2秒前
2秒前
Ava应助蓝天采纳,获得10
3秒前
脑洞疼应助蓝天采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.1应助蓝天采纳,获得10
3秒前
核桃应助蓝天采纳,获得10
3秒前
小蘑菇应助蓝天采纳,获得10
3秒前
打打应助高欣然采纳,获得10
3秒前
千跃应助蓝天采纳,获得10
3秒前
3秒前
千跃应助蓝天采纳,获得10
3秒前
小二郎应助蓝天采纳,获得10
3秒前
asdfghj关注了科研通微信公众号
4秒前
4秒前
科目三应助houfei采纳,获得10
5秒前
崔宏玺发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
SUP编外人员完成签到,获得积分10
7秒前
1476194342完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
彩色尔丝发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
10秒前
无花果应助称心的乘云采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5752892
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5476951
关于积分的说明 15375158
捐赠科研通 4891749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2630691
邀请新用户注册赠送积分活动 1578841
关于科研通互助平台的介绍 1534725