AEM：有机太阳能电池中自生中间层的Langmuir型构建

在有机电子器件的运行中，金属电极与有机半导体之间的界面接触至关重要。传统上通过插入额外界面层来优化能级对齐，但这增加了工艺复杂性。

本研究发现，在活性层中混入羟基封端的 PEG 低聚物添加剂，可在金属蒸发过程中自发迁移至有机/铝界面，形成偶极层，从而有效调节阴极功函数。通过对 PBDB-T:ITIC 和 P3HT:PC71BM 两种体系、五种不同链长 PEG 添加剂的系统研究，发现开路电压（Voc）的提升与添加剂的重量浓度（即 C-O 偶极基团的数量）相关，而与分子长度无关，表明 PEG 分子以平行于表面的方式排列。Voc 随浓度的变化完美符合 Langmuir 吸附等温线模型，揭示了 C-O 基团在 Al 表面的物理吸附过程。

该吸附过程的吉布斯自由能变化（ΔGeff）在不同体系和添加剂中高度一致（~21-22 kJ/mol），表明这是一种普适、可预测的界面调控机制。GIWAXS 分析证实添加剂对活性层本体形貌影响甚微，其作用主要局限于界面。

研究亮点：

1. 发现“自生成”界面层新机制：首次揭示 PEG 添加剂可在器件制备过程中自发迁移至有机/铝界面，形成偶极层，无需额外工艺步骤，简化了器件制造流程。

2. Langmuir 吸附模型完美拟合：Voc 随添加剂浓度的变化趋势与 Langmuir 吸附等温线高度吻合，证明 C-O 偶极基团在 Al 表面的物理吸附是界面调控的核心机制，为界面工程提供了定量描述工具。

3. 普适性与可预测性：在两种不同的活性层体系（富勒烯与非富勒烯）和五种链长 PEG 中，ΔGeff 值高度一致（~21-22 kJ/mol），表明该机制不受活性层材料和添加剂链长影响，具有广泛适用性，为有机电子器件的接触工程开辟了新范式。

J. Vinokur, E. Stein, N. Moskovich, et al. “ Langmuir-Type Build-Up of Self-Generated Interlayers in Organic Solar Cells.” Adv. Energy Mater. 16, no. 3 (2026): 2404531.

https://doi.org/10.1002/aenm.202404531

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