近日，我院教师裴素朋与上海交通大学朱磊合作，在有机太阳能电池阴极界面修饰材料方面取得重要研究成果。该项研究成果发表于国际知名期刊《ACS Energy Letters》，题为“Melamine-Doped Cathode Interlayer Enables High-Efficiency Organic Solar Cells”。《ACS Energy Letters》是能源学领域顶级期刊杂志之一，收录了该领域最前沿的优秀论文，影响因子达23.1。我校教师裴素朋为该研究论文的通讯作者，其硕士研究生熊霞为论文第一作者。
图. (a)器件结构以及PFN-Br和MA的化学结构。(b) 有机太阳能电池的工作机理。(c) PM6和Y6的化学结构。在0%和0.25% MA掺杂量下，器件的J−V曲线(d)、EQE曲线(e)和效率分布图(f)。
有机太阳能电池因其柔性、质轻、可印刷加工等优点，被认为是一种有巨大潜力的光电转换器件。随着有机半导体材料结构设计的改进、活性层形貌的优化、器件结构的突破以及界面工程的发展，有机太阳能电池在能量转换效率方面取得了显著进展。目前为止，大多数研究工作集中在新材料的设计和活性层形貌调控方面，从而影响产生的激子和载流子，提高器件效率。
本研究工作中，研究者将三聚氰胺（MA）掺杂到阴极界面材料PFN-Br中，通过优化掺杂比例使器件的开路电压（VOC）,短路电流（JSC）,填充因子（FF）都得到一定程度的提高。基于PM6:Y6的未掺杂器件效率为16.54%，掺杂0.25%MA后，器件效率显著提高至17.44%。同时，该方法具有很好的普适性，在多个体系中均表现出器件性能的显著提升，PM6:BTP-eC9二元器件效率更是达到了18.58%。
该项研究为进一步提升有机太阳能电池合适的界面层提供了一种简便方法和材料，具有很好的普适性且效果明显，为后续高效率电池器件的制备提供了新的途径。
近年来，在学校和学院支持下，我院教师裴素朋主要围绕可再生新能源关键材料及催化开展研究工作，作为负责人，获批2020年科技部“可再生能源与氢能领域”国家重点研发计划项目子课题、2020年上海市科技创新行动计划高技术领域膜电极等项目。
论文相关链接：https://pubs.acs.org/10.1021/acsenergylett.1c01730