在高性能PM6:Y6有机光伏组合中,电荷从内部介质状态分离
Rui Wang1, Chunfeng Zhang1, Qian Li1
1National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, and Collaborative Innovation Center for Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, China.
研究人员发现,聚合物/非富勒烯受体 (NFA) 太阳能电池中介于内部激发状态,而不是界面状态. 这一发现为提高有机光伏设备性能提供了新的策略.
科学领域:
- 有机电子产品
- 太阳能发电
- 材料科学
背景情况:
- 使用非富勒烯受体 (NFAs) 的大量异质联接有机光伏 (BHOPV) 实现了高功率转换效率 (>17%).
- 有效的孔转移对于BHOPV的性能至关重要,但聚合物/NFA混合物的潜在机制尚不清楚.
研究的目的:
- 阐明聚合物/Y6混合物的孔转移机制.
- 确定产生光电荷的中间物种.
主要方法:
- 使用宽带暂时吸收 (TA) 光谱.
- 在溶液和薄膜状态下对Y6进行了比较分析.
主要成果:
- 在Y6薄膜中形成一个超快的 (~0.2 ps) 基状态,作为一个孔转移中间体.
- 在PM6/Y6混合物中,这种内分子状态在15ps以内解离为自由极子.
- 识别的内部介质不同于电子转移的普遍接受的界面电荷转移状态.
结论:
- 在PM6/Y6混合物中,孔转移是由内部激发状态介导的,而不是接口状态.
- 了解和操纵内部和界面激发状态可以优化有机光伏性能.
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