基于PM6:Y6的高性能三级太阳能电池,通过对宽带间隙无形接受器进行兴奋剂来增强开放电路电压和平衡移动性
Shujuan Liu1, Zeyu Xue1,2, Zezhou Liang3
1Xi'an Key Laboratory of Liquid Crystal and Organic Photovoltaic Materials, State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals, Xi'an Modern Chemistry Research Institute, Xi'an, Shaanxi 710065, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|July 3, 2024
概括
研究人员通过将IO-4Cl添加到PM6:Y6系统中来开发出一种新的三元有机太阳能电池 (OSC). 这提高了充电流动性和开放电路电压,提高了功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 有机太阳能电池 (OSC) 已经取得了显著的进步,特别是Y6小分子电子接受器的开发.
- 对OSC性能的主要挑战包括低开通电路电压 (V_OC) 和不平衡的电荷流动性.
研究的目的:
- 为了解决基于PM6:Y6的OSC中的V_OC限制和充电流动性不平衡.
- 通过三元设备工程来提高有机太阳能电池的功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 将宽带间隙无形接受器IO-4Cl纳入PM6:Y6二进制系统,以创建三进制设备.
- 研究Y6和IO-4Cl之间的合金机制,以了解电荷传输动态.
主要成果:
- 添加IO-4Cl防止了Y6的过度聚合,并创造了双孔运输通道,平衡了电子和孔的流动性.
- 优化的三元装置实现了0.894V的增强V_OC和75.58%的填充系数.
- 获得了有希望的17.49%的PCE,超过了二进制设备的16.72%的效率.
结论:
- 使用无形高性能LUMO A-D-A小分子 (IO-4Cl) 的三元器件工程提供了一种有效的策略,以平衡基于PM6:Y6的OSC中的电荷流动性.
- 这种方法成功地增强了V_OC和PCE,为有机太阳能电池技术的进一步改进铺平了道路.


