在由低核障碍客受体启用的三极有机太阳能电池中,对激发器移位和形态的协同优化
Houying Ma1,2, Haotian Hu1, Jinfeng Ge1
1Zhejiang Provincial Engineering Research Center of Energy Optoelectronic Materials and Devices, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo, 315201, China.
Small methods
|December 4, 2025
概括
在有机太阳能电池中引入了一种新的客接受器J-OC,通过增强非定位单子激子形成和优化形态,显著提高了设备性能. 这一三元策略使得功率转换效率达到20.02%的创纪录.
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:
- 移位单片激子 (DSE) 强化是高性能有机太阳能电池 (OSC) 的关键.
- 目前在OSC中对DSE增强和形态控制的方法有限.
- 优化批量异质连接形态对于高效的电荷分离和运输至关重要.
研究的目的:
- 引入一个新的客人接受器,J-OC,用于调节OSC中的DSE形成和批量异质连接形态.
- 研究J-OC在三元混合系统中的协同效应.
- 通过优化 DSE 和形态来提高 OSC 的功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 在PM6:BTP-eC9主机系统中引入J-OC作为客接受器.
- 利用J-OC的低核化屏障来促进受控结晶.
- 使用草地发生率广角X射线散射 (GIWAXS) 和形态分析.
- 三元OSC设备的制造和表征.
主要成果:
- J-OC充当了种子晶体,加速了核化和改善了结晶性,这促进了DSE的形成并提高了开放电路电压 (Voc).
- 形态学分析显示了增强的组件可混合性,优化激子分布,以及有利的纤维状形态学.
- 三元器件 (PM6:BTP-eC9:J-OC) 实现了创纪录的PCE20.02%,超过了二元器件 (19.08%和17.05%).
- 观察到Voc,短路电流密度 (Jsc) 和填充因子的同时改善.
结论:
- 新型客接受器J-OC有效调节OSC中的DSE形成和批量异质连接形态.
- 采用J-OC的三元策略提供了一种协同方法来提高OSC的绩效.
- 这项工作表明了开发高效的有机太阳能电池的有希望的途径.
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