通过替代与高效有机太阳能电池终端组优化策略的双不对称接收器的准备
Haoran Yin1, Yongjie Cui2, Dong Chen1
1College of Chemistry and Materials/Key Laboratory of Fluorine and Silicon for Energy Materials and Chemistry of Ministry of Education, Jiangxi Normal University, 99 Ziyang Avenue, Nanchang 330022, China.
新的双不对称接收器显著提高了有机太阳能电池 (OSC) 的功率转换效率 (PCE). 这种分子设计增强了开通电压和短路电流,达到高达19.73%的PCE.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 在有机太阳能电池中实现高功率转换效率 (PCE) 需要同时提高开路电压 (VOC) 和短路电流密度 (JSC).
- 光伏材料的分子设计对于克服OSC性能限制至关重要.
研究的目的:
- 设计和研究用于提高OSC性能的新型双非对称接收器.
- 将双不对称受体与单不对称受体的光伏性能进行比较.
- 探索分子不对称对电荷传输和能量损失的协同效应.
主要方法:
- 双非对称受体 (A-SSe-TCF,A-SSe-LSF) 和单非对称受体 (A-SSe-4F) 的合成.
- 使用这些与PM6混合的受体的有机太阳能电池设备的制造和表征.
- 研究混合物形态,光谱吸收,双极时刻和电荷重组动力学.
主要成果:
- 双不对称的受体表现出更广泛的光谱吸收和更大的二极矩差异,增强JSC和减少能量损失 (Eloss).
- PM6:A-SSe-TCF混合物显示出优异的形态,包括相位分离和垂直分布,导致PCE为18.53%.
- 一个三元装置 (PM6:L8-BO:A-SSe-TCF) 由于减少了E损失而没有VOC损失,因此获得了19.73%的冠军PCE.
结论:
- 脊柱和终端组的同时不对称调节是设计高性能OSC材料的有效策略.
- 双非对称受体改善电荷提取并抑制非辐射重组,从而导致更高的VOC和JSC.
- 这项工作为在有机太阳能电池中推进PCE提供了新的分子设计见解.
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