陈红征&左立见EES,认证效率!有机太阳能电池的机理研究

多组分有机光伏,例如三元共混物,对于高性能是有效的,而从分子到器件级别的基本理解却鲜为人知。为了解决这个问题,浙江大学陈红征和左立见等人系统地研究了基于非富勒烯受体的三元OPV的工作机制。

多组分有机光伏 (OPV),例如三元共混物,对于高性能是有效的,而从分子到器件级别的基本理解却鲜为人知。为了解决这个问题,浙江大学陈红征和左立见等人系统地研究了基于非富勒烯受体 (NFAs) 的三元 OPV 的工作机制。

通过分子动力学模拟和形态表征,研究人员发现当向PBDB-TF:BTP-eC9混合物中添加另一个更大的带隙和高度混溶的NFA,即IT-4F或BTP-S2时,会导致依赖于成分的带隙和电荷复合,从而导致依赖于成分的 VOC。

虽然电荷复合仍主要发生在PBDB-TF:BTP-eC9界面,但BTP-S2或IT-4F会发挥辅助作用,以促进电荷转移和抑制非辐射衰减。

有趣的是,与原始薄膜相比,混合混合物中的分子间端基堆积得到改善,从而导致更高的载流子迁移率。这些协同效应显著提高了器件的功率转换效率,达到了非常高的18.7%效率(认证值为 18.3%)。

Yaokai Li, et al. Mechanism study on organic ternary photovoltaics with 18.3% certified efficiency: from molecule to device, Energy Environ. Sci., 2022.

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ee/d1ee02977k

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