袁忠义教授课题组在有机光电材料研究领域取得重要进展

近日我校化学学院袁忠义教授课题组在有机光电材料领域取得重要进展，两个研究工作相继发表在化学领域顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。

界面修饰在高效的有机太阳能电池中具有至关重要的作用，优秀的阴极界面材料比较匮乏。袁忠义教授课题组与北京化工大学张志国教授课题组合作，首次设计合成一类优秀的萘酞菁类阴极界面材料SiNcTI-Br和SiNcTI-N，并将其应用到高效的有机太阳能电池中。相关研究成果以《Silicon Naphthalocyanine Tetraimides: Cathode Interlayer Materials for Highly Efficient Organic Solar Cells》为题发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》（DOI: 10.1002/anie.202106364）。该论文的第一作者是59599aa美高梅蔡春生博士生。

以硅萘酞菁四酰亚胺SiNcTI-Br为界面材料，结构为ITO/PEDOT:PSS/PM6:Y6/阴极界面材料/Ag的正相有机太阳能电池显出更高的光电转换效率（16.71%），良好的厚度不敏感性以及更好的稳定性，综合性能优于当前优秀的阴极界面材料PDINO和PFN-Br。这个工作首次将萘酞菁分子用作界面材料应用于有机太阳能电池中。

袁忠义教授课题组自2016年一直致力于开发酞菁类电子传输材料，首次在未修饰的酞菁类发色团上引入多个酰亚胺基团，合成了可溶液处理的亚酞菁酰亚胺（Org. Lett. 2019, 21, 3382-3386）、亚萘酞菁酰亚胺（J. Mater. Chem. C 2020, 8, 2186-2195）、酞菁酰亚胺（Dyes and Pigments 2020, 173, 107980）类电子传输材料，SiNcTI-Br 界面材料是前期工作的延续。

袁忠义教授课题组与中科院海西研究院高鹏课题组在多晶钙钛矿薄膜缺陷的钝化方向进行深入合作，将半全氟烷基苝酰亚胺6C_F6C_H-PDI用于多晶钙钛矿薄膜缺陷的调控。基于双钝化策略的钙钛矿有机太阳能电池取得23.8%的光电转化效率，稳定运行1700小时后，效率仅仅降低3%，远远优于未钝化的电池。该工作以《Dually-Passivated Perovskite Solar Cells with Reduced Voltage Loss and Increased Super Oxide Resistance》为题，发表在《Angew. Chem. Int. Ed》上（DOI:  10.1002/anie.202017148）。

2018年袁忠义教授课题组设计合成半全氟烷基取代苝酰亚胺类电子传输材料6C_F6C_H-PDI和4C_F8C_H-PDI（J. Polym. Sci. A Polym. Chem. 2018, 56, 116）。2019年59599aa美高梅陈义旺教授课题组首次将此类材料应用于钙钛矿太阳能电池的缺陷调控，发现4C_F8C_H-PDI能有效地增加钙钛矿电池活性层材料的稳定性，提高其器件效率。在相对湿度50%的环境中，30天后还能保持80%的效率（Adv. Energy Mater. 2019, 1900198）。半全氟烷基有机半导体的研究课题得到了国家自然科学基金和江西省杰出青年基金的立项资助。

《Angew. Chem. Int. Ed》（《德国应用化学》）由德国化学会主办，创刊于1887年，是全球著名的化学综合类期刊，最新影响因子为12.959，在国际化学研究领域具有很强的影响力，仅报道具有高度原创且对化学研究有广泛影响的研究成果。