「前沿技術」用發光受體分子提高非富勒烯有機太陽能電池效率

2020-12-27 藍海星智庫

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德國埃爾朗根-紐倫堡大學的研究人員分析了能級偏移對非富勒烯有機太陽能電池效率的影響，指出提高效率的關鍵是研發可發光的受體分子。

有機太陽能電池具有一定柔性，能大面積印刷，可為載具、建築分布式供電，功率轉換效率已達到16%，但與無機太陽能電池仍有一定差距。這種電池利用供體-受體界面的能級偏移產生載流子，很小的能級偏移就能增加開路電壓，但相關原理仍不清楚。研究人員以非富勒烯為受體，苯並二噻吩與喹喔啉衍生物為供體，構建了4種不同能級偏移（0~300 meV）的有機太陽能電池。其中，能級偏移是通過對供體聚合物進行氟原子或硫原子官能化進行調節。研究發現，極小的能級偏移使受體的電荷遷移-局域激發平衡向局域激發態轉變，降低了非輻射電壓損失，提高了電池效率；具有長激子壽命的近紅外發射器是提高有機太陽能電池效率的一項關鍵因素。

這項研究將為高效有機太陽能電池的設計研製提供理論參考。

（藍海星）

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