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  近日，北京化工大學軟物質科學與工程高精尖創(chuàng)新中心劉瑤教授課題組、Thomas P. Russell教授課題組以及美國麻州大學高分子系的Todd Emrick教授課題組聯(lián)合在Angew. Chem. Int. Edit.發(fā)表題為“Transforming Ionene Polymers into Efficient Cathode Interlayers with Pendent Fullerenes”的研究論文，通過分子設計和器件工程發(fā)現(xiàn)了一種將傳統(tǒng)聚合物電解質轉化為高效普適的界面材料的方法。

  有機電子器件以質輕、柔性、可溶液大面積加工等獨特的優(yōu)點而引起了學術界和產業(yè)界的廣泛關注。以有機太陽能電池、有機場效應晶體管和有機發(fā)光二極管為代表的有機電子器件通常包含復雜的多層結構。調控和優(yōu)化由金屬電極與有機半導體活性層之間所形成的軟/硬材料界面是決定器件性能的一個關鍵因素。例如，置于金屬電極和活性層之間的界面修飾層可以有效降低界面處的肖特基能壘，增強有機場效應晶體管和有機發(fā)光二極管器件中載流子由電極向活性層中的注入能力。在有機太陽能電池中，對金屬陰極的界面修飾可以降低金屬電極的功函，增強器件的內建電場，減少載流子復合損耗，從而提高電池的開路電壓、短路電流和填充因子。因此，界面工程圍繞著新型界面修飾材料的設計合成以及器件工藝的優(yōu)化，已經成為進一步提升器件性能和穩(wěn)定性的重要手段。例如，采用新型高效的陰極界面修飾材料可以充分利用有機太陽能電池活性層的光電轉換潛力，制備光電轉換效率超過10%的器件，并且可以采用空氣穩(wěn)定性更好的高功函金屬(銀、銅、金等)作為電池陰極。因此，新型高效界面材料的開發(fā)和應用是提高有機太陽能電池光電轉換效率和穩(wěn)定性的重要手段。

  在本文中，研究人員設計開發(fā)了基于fullerene 和ionene的新型聚合物界面材料。研究表明fullerene的引入可以大幅度改善傳統(tǒng)的ionene 聚合物的電荷傳輸能力，使得新型ionene聚合物在電子器件中具備強大并且普適的界面調控能力。相關工作發(fā)表于Angew. Chem. Int. Edit. 2019, DOI: 10.1002/anie.201901536. 并成功入選該期刊的very important paper (VIP)文章。 Angewandte Chemie press release對該工作進行了新聞報道， Science Daily

以“Fullerenes bridge conductive gap in organic photovoltaics”為題對該工作進行了報道。

  劉瑤教授、Todd Emrick教授和Thomas P. Russell教授為論文的共同通訊作者，軟物質科學與工程高精尖創(chuàng)新中心為論文的第一通訊單位，相關工作得到了北京軟物質科學與工程高精尖創(chuàng)新中心科研啟動經費的支持，部分工作得到了國家基金委面上項目的支持。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.201901536