在矿有机合太阳能电池中高效的近红外采集
Zhenrong Jia1,2, Xiao Guo1,2, Xinxing Yin3
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, National University of Singapore, Singapore, Singapore.
Nature
|June 25, 2025
概括
研究人员开发了一种新的有机材料P2EH-1V, 这项创新提高了近红外光捕获效率,达到创纪录的26.7%的功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 太阳能发电
背景情况:
- 由于可调节的带隙,矿有机合太阳能电池具有较高的理论效率.
- 目前的设备受到有机子细胞中近红外光流不足的限制.
- 窄带间的有机半导体对于高效的太阳能电池至关重要.
研究的目的:
- 为有机子细胞设计和合成一种新型非对称非烯受体 (NFA).
- 提高近红外光电流和矿有机合太阳能电池的整体效率.
- 解决有机半导体中的激子解离和纳米形态的局限性.
主要方法:
- 合成一个不对称的非富勒因受体 (NFA),P2EH-1V,带有单侧联 π 桥.
- 在保持激子解离和纳米形态的同时,光学带隙减少到1.27 eV.
- 暂时吸收光谱验证从P2EH-1V转移到捐赠的PM6.
主要成果:
- 有机底部电池达到17.9%的效率,短路电流密度高达28.60mA cm-2.
- 在不影响电荷生成效率的情况下,观察到非辐射电压损失的减少 (0. 20 eV).
- 矿顶电池实现了1.37V的高开通电压 (Voc) 和85.5%的充电因子 (FF).
结论:
- 新的NFA,P2EH-1V,有效地增强近红外光电流在矿有机合太阳能电池.
- 最小的接口重组损失有助于提高设备的性能.
- 矿有机合太阳能电池在1平方厘米的开口面积上实现了26.4%的创纪录的效率.


