有机太阳能电池由于其质量轻、柔性、低成本和可大面积制备等优点，被认为是一种具有巨大潜力的清洁能源技术。如今，通过材料优化和器件构筑，有机太阳电池的能量转换效率已经超过18%。器件优化中，阴极界面修饰是可以有效地提高有机太阳电池效率和稳定性的重要策略。苝酰亚胺类材料由于具有合适的能级、高电子亲和性、高电子迁移率和容易修饰等优点在各类阴极界面层材料中备受关注。

  自2020年张志国教授研究团队及其合作者在《Nature Communications》上发表了题为“Cathode Engineering with Perylene-diimide Interlayer Enabling Over 17% Efficiency Single-junction Organic Solar Cells”的研究论文，报道了一种含有氢键作用的苝酰亚胺类材料阴极界面材料（PDINN，分子结构见图1），研究发现通过适当的分子间相互作用调控界面兼容性是提高有机太阳能电池器件性能的可行途径。

图1 

  之后，中国科学院化学研究所李永舫院士和北京化工大学张志国教授团队对苝酰亚胺类阴极界面层材料的研究进展做了详细总结和分析，重点介绍了阴极界面修饰的工作原理和苝酰亚胺类材料的结构与性能关系，并对苝酰亚胺阴极界面层材料的未来发展进行了展望。该工作以“Perylene-diimide-based cathode interlayer materials for high performance organic solar cells”为题在线发表在SusMat上。（https://doi.org/10.1002/sus2.50）。

图2

   界面修饰尤其是阴极界面修饰被广泛地应用到有机太阳电池器件优化中。苝酰亚胺由于自身的一些优点，例如大共轭结构、合适的能级、高电子亲和性和导电性等，被成功地应用到阴极界面修饰中，并且被众多研究人员使用到器件中（图3）。苝酰亚胺类材料可以有效地调节阴极功函数，增强界面相容性和电子传输。同时，其低廉的成本也很适合将来的大规模生产应用。

图3

文章信息：

Yao, J.;  Qiu, B.;  Zhang, Z.-G.*;  Xue, L.;  Wang, R.;  Zhang, C.;  Chen, S.;  Zhou, Q.;  Sun, C.;  Yang, C.;  Xiao, M.;  Meng, L.; Li, Y.*, Cathode engineering with perylene-diimide interlayer enabling over 17% efficiency single-junction organic solar cells. Nat. Commun. 2020, 11 (1), 2726.  原文链接： https://doi.org/10.1038/s41467-020-16509-w

Jia Yao, Qi chen, cen zhang, zhi-Guo zhang, Yongfang Li. Perylene-diimide-based cathode interlayer materials for highperformance organic solar cells. SusMat. 2022, 2(3), 243-263. 原文链接：https://doi.org/10.1002/sus2.50