一个非融合环电子接收器,具有聚合诱导的发射辅助,在有机太阳能电池中实现了20%以上的效率

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:

• 非化环电子受体 (NFREAs) 对于有机太阳能电池 (OSC) 来说至关重要,因为它们具有低成本和最小能量损失的潜力.
• 开发具有高电解发光量子效率 (EQE_EL) 的NFREAs对于推进OSC商业化至关重要,但仍然是一个重大挑战.

研究的目的:

• 设计和合成一个新的中频差NFREA,TT-TCBr.
• 为了研究TT-TCBr的光物理特性和电子流动性.
• 评估TT-TCBr在有机太阳能电池 (OSC) 中作为主要受体和客添加剂的性能.

主要方法:

• TT-TCBr NFREA的合成和表征.
• 在溶液和薄膜状态下测量光发光的量子产量.
• 使用TT-TCBr作为组件的OSC设备的制造和测试.
• 分析设备性能指标,包括功率转换效率 (PCE),开放电路电压 (Voc) 和能量损失 (Eloss).

主要成果:

• TT-TCBr的高EQE_EL值为1.0 × 10−3和电子流动性为1.5 × 10−4 cm2 V−1 s−1.1.
• 从溶液 (9.24%) 到薄膜 (20.7%) 观察到增强的光发光量子产量.
• 基于D18:TT-TCBr的OSC实现了13.20%的PCE,Voc为1.09V,低Eloss为0.177 eV.
• 将TT-TCBr作为客分子纳入基于D18:L8-BO的OSC,减少了Eloss,并将PCE增加到创纪录的20.10%.

结论:

• TT-TCBr是一个有前途的NFREA材料,用于高性能OSC.
• TT-TCBr与L8-BO等其他材料的混合性增强了刺激子扩散和EQE_EL.
• 使用TT-TCBr作为客分子显著提高了OSC的性能,有助于开发高效的单环OSC.