聚合物太阳能电池(PSCs)中的阴极界面修饰层能降低电极的金属功函数,提高开路电压、短路电流强度和填充因子,从而提高光伏器件的能量转化效率(PCE),同时可替代低功函数金属(钙)缓冲层,提高器件的稳定性并延长使用寿命.富勒烯衍生物在PSCs中不仅作为受体材料发挥了至关重要的作用,某些功能化的富勒烯衍生物作为阴极界面修饰层材料还可以改善光活性层和阴极之间界面层的电学特性,显著提高正向和反向结构光伏器件的PCE.近两年来,醇溶性、高电导率的n型自掺杂的富勒烯成为新一代界面修饰层材料发展方向.本课题组与澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO)和中科院化学所开展合作研究，设计合成的醇溶性富勒烯胺(PCBAN和PCBDAN)和富勒烯双季铵碘盐（PCBDANI)作为阴极界面修饰层在以P3HT:PC6oBM.P3HT:IC6oBA.PBDTTTC-T:PC70BM,PDTPTBT:PC71BM等作为光活性层的正向光伏器件中可普遍降低铝电极的金属WF，提高Voc和Jsc，改善光活性层与电极的接触并提高FF，从而显著提升器件的PCE。在反向光伏器件中，将PCBDAN添加至P3HT:PC6oBM光活性层溶液中混合旋涂制膜，PCBDAN可以自发富集在阴极表面形成薄膜并发挥阴极界面修饰层的作用，从而简化了器件加工操作程序。