在有机光伏中通过三重刺激子形成的定量双分子重组
Philip C Y Chow1, Simon Gélinas, Akshay Rao
1Cavendish Laboratory, University of Cambridge , J.J. Thomson Avenue, Cambridge, CB3 0HE, United Kingdom.
有机光伏 (OPV) 的性能受到三重激子形成的限制. 像ODT这样的溶剂添加剂提高了效率,但增加了三重重组合,突出了OPV开发中的一个关键挑战.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 有机光伏 (OPV) 由于二分子重组形成三重激子,因此遭受效率损失.
- 这些三重刺激子非辐射性衰变,限制了OPV设备的内部量子效率 (IQE).
- 控制纳米尺度形态对于优化充电动力学和设备性能至关重要.
研究的目的:
- 为了研究溶剂添加剂1,8-octanedithiol (ODT) 对特定OPV系统中的三位动力学和电荷重组的影响.
- 了解ODT诱导的形态变化如何影响内部量子效率 (IQE) 和重组路径.
- 为了阐明改善形态和增加OPV三形成之间的权衡.
主要方法:
- 时间分辨率光学光谱学被用来监测激子和电荷载体动态.
- 这项研究重点研究了供体聚合物和烯受体 ([6,6]--C71-黄油酸甲基) 的混合物.
- 使用溶剂添加剂1,8-octanedithiol (ODT) 控制形态,并与未经处理的样本进行比较.
主要成果:
- 没有ODT,OPV系统表现为48%的IQE,其中16%的激发通过双分子三重组形成衰变.
- ODT治疗增强了结晶性和载体流动性,将IQE提高到65%.
- 然而,ODT也显著增加了双分子三重体的形成,这占了所有电荷重组的比例 (35%的电荷).
结论:
- 通过ODT进行的形态改善提高了OPV IQE,但加剧了三重重组合损失.
- 在OPV中,电荷移动性和非辐射衰变途径之间存在关键的权衡.
- 需要进一步的策略来减轻三重组的形成,并最大限度地提高有机光伏设备的效率.
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