近日，《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）以“Induced Oriented Attachment of ZnO Electron Transport Layer Enables Over 20% Efficiency in Solution-Processed Conventional Organic Solar Cells”为题，在线报道了苏州大学李永舫院士团队李耀文教授课题组利用双功能固体添加剂，在ZnO系统中实现了宏观与微观结构有序性调控以及表面缺陷钝化的同步调节，在制备高效、稳定的可溶液加工的正向有机太阳能电池方面取得重要进展（Energy Environ. Sci.,2025, DOI: 10.1039/D5EE04137F）。
大多数效率超过20%的高性能有机太阳能电池（OSCs）依赖于真空蒸镀的电子传输层（ETLs），如C60/BCP，但此类材料存在厚度容忍度低和工艺复杂的问题。氧化锌（ZnO）因其具备优异的电子迁移率和热稳定性，近年来被认为是极具前景的可溶液加工电子传输层候选材料。然而，在高效OSCs尤其是正向结构和柔性器件中的实际应用仍受到两个核心问题的限制：一是多尺度结构无序，二是表面氧空位缺陷密度高。作者通过双功能固体添加剂1,4-二碘苯（DIB）实现了ZnO系统中宏观与微观结构有序性调控以及表面缺陷钝化的同步调节，进而优化了纳米颗粒的堆叠方式。系统分析表明，固体添加剂DIB分子在成膜过程中通过强分子间相互作用牢固吸附于ZnO纳米颗粒表面，形成空间位阻效应，抑制颗粒团聚并促进均匀成膜。经过温和热退火处理后，DIB逐渐升华，形成颗粒间的自由体积，在偶极相互作用下诱导ZnO颗粒的定向附着，同时增强颗粒间Zn-O键合，有效钝化氧空位缺陷。这种结构调控与缺陷抑制的协同作用，使ZnO薄膜表现出更高的电子迁移率、更低的复合损失以及更优的能级匹配。最终基于ZnO-DIB的器件获得了20.1%的效率，（认证值为19.8%）是目前ZnO基ETLs的最高效率，并展现出优异的厚度容忍性和工作稳定性。值得一提的是，该策略在柔性器件中同样表现出优异的兼容性，实现了19.1%的记录效率，并可广泛适用于多种DIB类似物。
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