文献：Block copolymers as efficient cathode interlayer materials for organic solar cells

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作者：Dingqin Hu, Jiehao Fu, Shanshan Chen, Jun Li, Qianguang Yang, Jie Gao, Hua Tang, Zhipeng Kan,Tainan Duan, Shirong Lu, Kuan Sun , Zeyun Xiao

相关产品：polymers P1‒P5

原文摘要：Emerging needs for the large-scale industrialization of organic solar cells require high performance cathode interlayers to facilitate the charge extraction from organic semiconductors. In addition to improving the efficiency, stability and processability issues are major challenges. Herein, we design block copolymers with well controlled chemical composition and molecular weight for cathode interlayer applications. The block copolymer coated cathodes display high optical transmittance and low work function. Conductivity studies reveal that the block copolymer thin film has abundant conductive channels and excellent longitudinal electron conductivity due to the interpenetrating networks formed by the polymer blocks. Applications of the cathode interlayers in organic solar cells provide higher power conversion efficiency and better stability compared to the most widelyapplied ZnO counterparts. Furthermore, no post-treatment is needed which enables excellent processability of the block copolymer based cathode interlayer.

嵌段共聚物是一种高分子材料。它由不同性质的聚合物链段通过化学键连接而成。在外观上，嵌段共聚物通常为固体颗粒或粉末状。由于不同链段的存在，既可以兼具各组成聚合物的优点，又可能产生新性能。在应用方面，嵌段共聚物用于塑料改性、弹性体材料、涂料、粘合剂等领域。它能够改善材料的力学性能、加工性能和耐化学腐蚀性等。对有机太阳能电池大规模工业化的新需求需要高性能的阴极夹层，以促进从有机半导体中提取电荷。除了提高效率外，稳定性和可处理性问题也是挑战。具有良好控制的化学成分和分子量的嵌段共聚物，用于阴极层间的应用。制备过程如下

图：五种高分子材料p1-p5的化学结构

制备过程：

用氯苯溶液自旋镀得到p1-p5薄膜。器件结构为ITO/CIL/有源层/moo3/Ag。OSCs使用ito涂层玻璃基板制备，用洗涤剂水、去离子水、丙酮和异丙醇在超声波浴中依次清洗。随后，将清洗后的基质在紫外线-臭氧室中用紫外线照射处理。然后，阴极夹层首先在高速度旋转涂在预清洗的ITO涂层玻璃基板上，然后转移到充满氮的手套箱中。将P3HT： PC61BM活性层的前驱体在室温下搅拌过夜，PCE13：IT-4F在高温下搅拌，然后旋转涂层。P3HT的优化总体浓度PC6：1BM是二氯苯溶液饲料比1：1，PCE13：IT-4f浓度饲料比1：1和相应的厚度，分别。在最后阶段，基底在210‒5Pa、三氧化钼的高真空压力下泵入，将空穴传输层和Ag层热蒸发到活性层上。阴影掩模用于定义设备的OSC活动面积。

图：五种高分子材料的纵向电子电导率（P1-P5）

结论：嵌段共聚物涂层阴极具有高透光率和低功功能。电导率研究表明，由于聚合物嵌体形成的互穿网络，嵌段共聚物薄膜具有丰富的导电通道和良好的纵向电子导电性。与大多数应用最广的氧化锌电池相比，阴极夹层在有机太阳能电池中的应用提供了更高的功率转换效率和更好的稳定性。此外，不需要后处理，使嵌段共聚物的阴极夹层具有良好的加工能力。