电子科技大学材料与能源学院，四川 成都 611731
作为平面异质结钙钛矿太阳能电池（PSCs）的重要组成部分，电子传输层（ETL）在提升PSCs器件的性能和稳定性上起着重要的作用。尽管最常用的两类ETL材料——二氧化钛（TiO2）和二氧化锡（SnO2），均以纳米颗粒和溶液方式制备，TiO2却面临着电子迁移率低、器件滞回效应大、化学稳定性差、需高温制备等问题，相比之下，SnO2具有优异的光电学性质、更高的稳定性、可低温制备等优势。聚焦于基于SnO2 ETL的PSCs稳定性和界面电荷提取，首先综述了SnO2材料的物理性质和优点；然后从制备和成膜方法（如化学浴沉积、溶液旋涂等）入手，进一步阐明了SnO2的体相和表面缺陷；最后基于SnO2 ETL的缺陷，从界面钝化、体相掺杂和双电子层构筑等三方面重点介绍了提升PSCs稳定性和界面载流子提取效率的途径。该综述可助力PSCs性能和稳定性的进一步提升，为该新兴光伏技术进一步实用化贡献有用的见解。
钙钛矿太阳能电池 二氧化锡电子传输层 运作稳定性 界面调控 载流子提取 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0516002
1 1.东华大学 1. 材料科学与工程学院, 纤维改性国家重点实验室
2 2.功能材料研究中心, 上海 201620
热电材料能够实现热能与电能之间直接转换, 在绿色制冷、废热回收等领域具有广阔的应用前景。目前, 对热电材料的研究主要集中在无机半导体材料和导电高分子材料上, 虽然取得了很大进展, 但探索其它新型热电材料仍具有重要意义。金属-有机框架(Metal-Organic frameworks, MOFs)是一种由有机配体和金属离子或团簇通过配位键形成的晶态多孔材料, 具有独特的多孔结构以及组分结构可调等优势, 在一定程度上可以满足“电子晶体-声子玻璃”的要求。本研究采用导电客体分子促进电荷传输的策略, 将导电高分子聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)原位聚合到锆基MOFs材料UiO-67中, 利用MOFs的有序孔道对PEDOT分子链的限域作用, 提升复合材料的电子传导能力。制备得到的PEDOT/UiO-67的电学性能研究表明, 该复合材料室温电导率最高可达5.96×10−3 S·cm−1, 比PEDOT高出1个数量级。同时, 该材料具有热电性能响应, 室温功率因子(Power Factor, PF)最高可达3.67×10−2 nW·m−1·K−2。本工作以MOF的有序孔道为反应平台, 通过简单的原位聚合合成方法构建了导电聚合物/ MOFs导电材料, 为进一步开发MOFs基热电材料提供了参考。
金属-有机框架 聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT) 电子传输 热电性能 metal-organic framework poly(3,4-ethyldioxythiophene) electrical conductivity thermoelectric property
1 重庆师范大学物理与电子工程学院，重庆 401331
2 重庆市光电功能材料重点实验室，重庆 401331
倒置钙钛矿太阳能电池因具有器件结构简单、迟滞效应小和制造成本低等优点，受到了研究人员越来越多的关注。电子传输层作为钙钛矿太阳能电池中的重要组成部分，其作用主要是传输电子和阻挡空穴。对电子传输层进行改性，可以有效解决其表面粗糙、能级不匹配、电子迁移率低等问题，从而提高器件的光电转换效率。本文从电子传输材料的选择、电子传输层的界面修饰、掺杂作用和改性三方面综述了电子传输层对倒置钙钛矿太阳能电池的性能的影响，并对今后倒置钙钛矿太阳能电池实现商业化做出了展望。
材料 倒置钙钛矿太阳能电池 电子传输材料 界面修饰 掺杂改性 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1500006
1 北方民族大学材料科学与工程学院，宁夏硅靶及硅碳负极材料工程技术研究中心，银川 750021
2 银川艾尼工业科技开发股份有限公司，银川 750299
3 青岛睿海兴业管理咨询服务有限公司，青岛 266041
作为新一代低成本、高效率的光伏器件，以有机卤化铅CH3NH3PbX3(MAPbX3，X=Br、I、Cl)为光吸收层的钙钛矿太阳能电池(PSCs)相比于其他类型的光伏器件，具有原料丰富、工艺简单等特点。在较短的时间内，该类电池效率已由3.8%迅速攀升至25.7%，几乎可以媲美商用硅太阳能电池，成为能源应用领域的一颗新星。氧化锌(ZnO)因其具有材料易于加工、电子迁移率高、制造成本低廉且形貌结构多样等优点，被作为该类电池较为重要的一种电子传输层(ETL)而被广为研究。本文主要以不同结构的ZnO纳米薄膜ETL作为研究对象，对其在PSCs中的应用进行了总结，详细介绍了基于不同形貌ZnO纳米结构PSCs的研究进展，分析了该类电池面临的主要问题与解决处理方式，并对未来的发展趋势进行了展望。
钙钛矿太阳能电池 电子传输层 纳米结构 光电转换效率 perovskite solar cell ZnO ZnO electron transport layer nano structure CH3NH3PbX3 CH3NH3PbX3 photoelectric conversion efficiency
1 昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093
2 昆明理工大学分析测试研究中心，云南 昆明 650093
3 吉林大学化学学院理论化学研究所，吉林 长春 130021
随着有机发光二极管应用范围的扩大，对发光材料的研究逐渐增多。蓝光材料因其在色温管理和显色指数方面的重要作用，促使科学家们对效率更高、性能更好的新型蓝光材料进行了大量研究。通过（含时）密度泛函理论方法，对给电子取代基9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶（DMAC）、三苯胺（TPA）、10H-吩噻嗪（PTZ）、10H-吩嗪（PXZ）、苯基咔唑（PCz）和5H-吲哚［3，2，1-de］吩嗪（InPz）双取代的羟基四苯咪唑分别进行了结构优化，并研究了其光物理性质。理论计算结果表明，TPA、DMAC、PTZ、PXZ和InPz取代的羟基四苯咪唑可作为空穴传输材料，PTZ、PXZ和InPz取代的羟基四苯咪唑可作为电子传输材料。
光谱学 空穴和电子传输 双取代羟基四苯咪唑衍生物 荧光 密度泛函理论
1 广东工业大学 轻工化工学院, 广东 广州 510006
2 阿格蕾雅光电材料有限公司, 广东 佛山 528300
电子传输材料的开发对于降低有机电致发光器件(OLED)驱动电压至关重要, 本文设计并合成了两种基于咪唑并［1,2-a］吡啶-三嗪类新型的电子传输材料, 即2-(3′-(4-(［1,1′-联苯基］-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5′-菲-9-基)-［1,1′-联苯基］-4-基)-3-苯基咪唑并［1,2-a］吡啶(TRZ-PA-Dp)和2-(5′′-(4-(［1,1′-联苯基］-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-基)-［1,1′∶2′,1″∶3″,1-四联苯］-4-基)-3-苯基咪唑并［1,2-a］吡啶(TRZ-PP-Dp), 并利用核磁和质谱对其结构进行表征。化合物TRZ-PA-Dp和TRZ-PP-Dp的单电子器件结果显示具有高电子迁移率, 可以有效降低器件的驱动电压。因此以这两个材料作为电子传输材料, 蓝色荧光器件启亮电压分别为3.2 V和3.1 V, 相比使用常规电子传输材料TPBi的器件, 启亮电压分别降低了0.1 V和0.2 V; 同时绿色磷光器件启亮电压均为2.2 V, 相比TPBi降低了0.2 V; 红色磷光器件的启亮电压与TPBi的器件相近。基于这两个材料的器件都表现出良好的效率, 特别是在激基复合物作为主体的绿色磷光器件中, 与TPBi的器件相对比, 在100 cd/m2下电流效率(CE)和外量子效率(EQE)都提升了5%左右, 功率效率(PE)提升了28%以上, 寿命提高了4倍, 证明TRZ-PA-Dp和TRZ-PP-Dp都为优异的电子传输材料。
咪唑并［1,2-a］吡啶 三嗪 电子传输材料 驱动电压 效率 imidazo［1,2-a］pyridine triazine electron transport material drive voltage efficiency
1 重庆科技学院冶金与材料工程学院, 重庆 401331
2 纳微复合材料与器件重庆市重点实验室, 重庆 401331
有机-无机杂化钙钛矿型太阳能电池(简称钙钛矿太阳能电池)的最高光电转换效率已经达到25.5%, 是最有希望取代硅基太阳能电池并实现广泛应用的太阳能电池之一。作为钙钛矿太阳能电池的基本组成部分, 电子传输层对电池的性能起着至关重要的作用。本文阐述了钙钛矿太阳能电池中电子传输层的种类、尺寸以及界面修饰等对器件性能的影响, 为继续提升钙钛矿太阳能电池性能提供参考。
钙钛矿太阳能电池 光电转换效率 电子传输层 有机-无机杂化 界面修饰 perovskite solar cell photoelectric conversion efficiency electron transport layer organic-inorganic hybrid interface modification
1 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 印刷电子技术研究中心， 江苏 苏州 215123
2 上海科技大学 物质科学与技术学院， 上海 201210
设计并合成了一种新型的可交联电子传输材料TV-T2T。该材料经过热交联之后具有优异的抗溶剂特性，并且TV-T2T的LUMO能级为-3.5 eV，这将更有利于电子从ZnO层注入到发光层中。另外，溶液法制备的三层薄膜ZnO/TV-T2T/2,6-Dczppy∶Ir(mppy)3，其粗糙度低至2.27 nm，优于未加入TV-T2T电子传输层的双层薄膜(2.37 nm)，可以有效减少漏电流的产生。随后，将TV-T2T应用于三层溶液法制备的倒置有机发光二极管中，获得了5.1%EQE的器件性能，是不加TV-T2T的器件性能(EQE为3.0%)的1.7倍。
交联材料 电子传输层 电子注入能力 溶液法 倒置OLED cross-linkable material electron transport layer electron injection property solution processing inverted organic light emitting diodes
