2021 Adv. Mater. (IF 30.849), 宽带隙非富勒烯受体 GS-ISO 实现高性能与多功能光伏应用
因精准才能顶尖！
FTPS系统让太阳能电池的Voc损耗分析变得触手可及！
Advanced Materials (IF 30.849) 于2021年11月发表一项研究成果。研究团队在不使用稠环结构的情况下，实现了可用于多功能光伏应用且高性能的非融合宽带隙受体。
在有机光伏 (OPV) 电池中，具有非融合共轭结构的宽带隙 (WBG) 非富勒烯受体 (NFA) 发挥着关键作用。有鉴于此，研究团队在不使用稠环结构的情况下，合成了名为 GS-OEH、GS-OC6 和 GS-ISO 的 NFA，其光学带隙大于 1.70 eV。在这三种 NFA 中，相较于 GS-OEH 与 GS-OC6，GS-ISO 表现出更强的结晶度，因此产生更小的能量无序和更大的激子扩散系数。此外，GS-ISO 也展现出 1.0 × 10-2 的高电致发光外部量子效率。
在太阳光模拟器照射下，搭配光焱科技标准电池进行光强校正，基于 PBDB-TF:GS-ISO 的 OPV 电池实现 11.62% 的功率转换效率 (PCE)。此外，在照度 500 lux、色温 2700 K 的光照下，基于 PBDB-TF:GS-ISO 的电池达到 28.37% PCE。透过光焱科技 QE-R 量子效率测量系统、FTPS 傅里叶转换光电流光谱系统、REPS 光伏 Voc-loss 分析仪等仪器进行实验，结果显示使用 PBDB-TF:GS-ISO 作为前子电池的串联 OPV 电池展现出 19.10% 的出色 PCE。重要的是，在模拟太阳光的连续照射下，基于 GS-ISO 的 OPV 电池表现出良好的稳定性。光焱科技量子效率测量系统除了用于太阳能电池的 EQE (External Quantum Efficiency) 光谱分析，同时对于太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流，也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比对，以证明实验的真确性！
这项研究结果表明，研究中所使用的分子设计策略在开发非融合 NFA 方面具有极大的优势，而且 GS-ISO 是一种可用于多功能光伏应用的 WBG 受体，相当具有前景。
藉由基于 PBDBTF:GS-OEH、PBDB-TF:GS-OC6 和 PBDB-TF:GS-ISO OPV 电池的 EL 与 EQE 光谱确定 Egopt。
关键词：OPV、串联电池、NFA、非富勒烯受体、solar simulator、太阳光模拟器、Quantum Efficiency、量子效率、Voc-loss、EQE、 sun simulator
原文： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202108090