保秦燁課題組:引入DRTB-T-C4提高三元OPV光電轉化效率超17%

2020-12-04 知研光電材料

近年來，有機太陽能電池(Osc)受到了廣泛關注。 作為一種很有前途的太陽能技術，因為其具有靈活性、重量輕、易於卷對卷加工等優點而備受關注。 由於非富勒烯受體(NFA)具有寬光譜吸收和高電子遷移率的特性，對於單節電池由給體和受體組合的本體異質結OSC的光電轉換效率(PCE)已超過17%。為了進一步改進PCE，華東師範大學電子工程系極化材料與器件教育部重點實驗室保秦燁教授課題組建立了三元OSCs，它將兩個給體和一個受體或一個給體和兩個受體集成到一個光活性層中，以增強光捕獲能力，同時三元器件保持了正常二元器件的製造工藝的簡單性。

三元體系結構是提高有機太陽能電池(OSCs)光電轉換效率的最有效策略之一。 保秦燁教授課題組通過在PM6：Y6共混物中引入DRTB-T-C4（10%w/w）成功地製備了PCE為17.13%的三元OSC。這種令人振奮的效率主要是由於FF提高到0.813。結果表明，DRTB-T-C4可有效降低優化後的三元OSC中的電荷複合。DRTB -T-C4與活性層PM6：Y6共混物具有良好的相容性，並趨向於分布在PM6與Y6的界面上，形成了分散性更好、纖維結構良好的改性形態。此外，在三元PM6：DRTB-T-C4：Y6異質結中，具有準級聯型能級排列和匹配能量EICT+，增強了激子分離，降低了複合損耗。優化後的三元結構使電子遷移率和空穴遷移率增加，電荷輸運更加平衡。

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