鄒應萍:降低A-DA-D-A受體有機太陽能電池中的電壓損失

2020-09-09 知研光電材料

如何從分子設計的角度打破大電壓損耗的束縛? 什麼類型的分子結構可以導致低電壓損耗的新一代材料?中南大學鄒應萍教授、林克平大學的高峰教授、中國科學院化學研究所的李永舫教授等人從這一角度出發,討論了開路電壓、CT態特性和分子特性之間的關係,並對降低高性能NFA OSCs中的電壓損耗的設計策略提出了他們的理解。

溶液法製備的單結有機太陽能電池(OSC)的光電轉換效率(PCE)最近已達到17.4%(認證), 這一進展的關鍵是自2015年以來非富勒烯受體(NFA)的發展。 最近的A-DA』D-A非晶格原子由於具有梯形缺電子核的中心稠環,具有更好電子傳輸性能和最佳的能級,因而引起了人們的廣泛關注。 在缺電子核和特定分子幾何結構的協同作用下,A-DA』D-A分子可以同時實現低電壓損耗和大電流產生,達到器件物理和光物理的新領域。 這一觀點將討論目前最先進的基於A-DA』D-A和NFA的OSCs的電壓損耗,並提出新的分子設計策略,通過進一步降低OSCs的總電壓損耗,使得在基於這些新受體的OSCs中的PCEs超過20%。

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    近日,中國科學院國家納米科學中心納米系統與多級次製造重點實驗室研究員魏志祥、呂琨、博士鄧丹和西安交通大學教授馬偉等合作,設計併合成的可溶性有機小分子光伏材料,通過活性層形貌優化,獲得了11.3%的光電轉換效率,這是目前文獻報導的可溶性有機小分子太陽能電池的最高效率,也是有機太陽能電池的最高效率之一。