在三元有机太阳能电池中不同第三成分含量的理论比较
Ying Sun1, Li-Li Wang1, Jin-Hong Han1
1School of Chemistry and Environmental Engineering, Changchun University of Science and Technology, Jilin Provincial Science and Technology Innovation Center of Optical Materials and Chemistry, Jilin Provincial International Joint Research Center of Photo-functional Materials and Chemistry, Changchun, 130022, China. panqq349@nenu.edu.cn.
三级有机太阳能电池 (OSC) 从优化的形态学中受益. 在B1:Y7:BO-4Cl活性层中增加Y7含量可以增强电荷传输状态和通路,提高功率转换效率 (PCE).
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:
- 三级有机太阳能电池 (OSC) 正在迅速发展.
- 三元OSC中的活性层形态复杂,其对功率转换效率 (PCE) 的影响尚未完全理解.
- 了解第三个组件的作用对于优化OSC性能至关重要.
研究的目的:
- 研究Y7含量的变化对B1:Y7:BO-4Cl三元太阳能电池中活性层形态和PCE的影响.
- 用理论计算阐明形态,电荷转移 (CT) 状态和PCE之间的关系.
- 为开发Y系列非富勒烯受体材料的实验设计提供理论指导.
主要方法:
- 构建两个三元活性层:B1:Y7 (10%):BO-4Cl和B1:Y7 (50%):BO-4Cl.
- 分子动力学模拟用于分析二元复合体和堆叠模式 (IC-T,IC-BDT,IC-RHD).
- 计算每个堆叠模式的属性,包括电荷分离合,速率和相互作用能量.
主要成果:
- 增加的Y7含量导致IC-T堆叠的减少和IC-BDT堆叠的增加.
- IC-T堆叠显示出更大的电荷分离合和速率,与更小的相互作用能量.
- 在B1:Y7 (10重%):BO-4Cl中,IC-T堆叠的比例更高,电荷转移状态增加,CT路径增强:BO-4Cl改善了PCE.
结论:
- 第三个组成部分的含量显著影响三元OSC的活性层形态和性能.
- 优化堆叠模式的平衡,特别是有利于IC-T,是提高电荷分离和PCE的关键.
- 这项研究提供了对三元OSC设计的基本见解,指导了Y系列接受器的未来实验努力.
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