光焱科技 胜焱电子科技 Enlitech
Previous slide
Next slide
Tell us more, we’ll
Enlighten Your Ideas!

2022 Energy Environ. Sci.:从分子到器件-探究认证效率,18.3%的有机光伏电池器件工作机理

标题- 18.3%认证效率有机三元光伏机理研究

第一作者:李耀凯/陈红征教授课题组

本文亮点

  • 发现 BTP-S2/IT4F 分子与 BTP-eC9 分子具有高度相容性,导致形成组分依赖的光学带隙和开路电压;
  • 机理探究:该光伏体系中,电荷复合中心仍旧由窄带隙主体 PM6:BTP-eC9 主导,宽带隙第三组分 BTP-S2 和 IT4F 起辅助作用,促进电荷转移和抑制非辐射损失;
  • 高性能三元器件,获福建计量科学研究院官方认证(光电转换效率18.3%)

研究动机

  多组分有机光伏(OPV),例如三元共混物,对高性能有效,但缺乏从分子到器件水平的基本理解。为了解决这个问题,我们在这里系统地研究了基于非富勒烯受体(NFA)的三元OPV的工作机制。通过分子动力学模拟和形态表征,我们发现当在 PBDB TF:BTP-eC9 混合物中添加另一种更大的带隙和高度混溶的 NFA,即 IT-4F 或 BTP-S2 时,NFA 会选择性地与 BTP 进行分子混合-eC9。这导致了成分相关的带隙和电荷复合,因此导致了成分相关的 VOC。虽然电荷复合仍主要发生在 PBDB-TF:BTP-eC9 界面,但 BTP-S2 或 IT-4F 在促进电荷转移和抑制非辐射衰减方面起着辅助作用。有趣的是,与原始薄膜相比,混合混合物中的分子间端基填充得到了改善,从而导致更高的载流子迁移率。这些协同效应显着提高了器件的功率转换效率,达到了 18.7%(认证值为 18.3%)的出色值。

本文所用仪器

  • 光焱科技的太阳光模拟器(J-V测试系统):SS-F5-3A
  • QE量子效率测试系统:QE-R

研究成果说明

  使用光焱科技公司的JV模拟器和EQE测试系统获得PM6:BTP-Ec9:BTP-S2三元电池不同比例下的JV曲线的EQE曲线。EQE的积分电流Jcal和JV测试的JSC吻合的非常好。

PM6BTP-Ec9BTP-S2三元电池不同比例下的JV曲线的EQE曲线

通讯作者简介

  陈红征,浙江大学高分子系教授。于1994年加入浙江大学,获得高分子化学博士学位,并于1999年成为教授。主要从事有机高分子和有机无机杂化钙钛矿光电功能材料与器件的研究与教学工作,先后主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重大项目课题/国家重大科研仪器研制(自由申请)/重点/ 重大(重点)国际合作、973项目课题和863重点项目等国家和省部级项目20多项;在Nature Nano., Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Nature Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., Chem. Rev. 等本领域著名学术刊物发表SCI收录论文400多篇,论文他引超过12000次,获国家授权发明专利48项, 国际会议邀请报告60多次,组织国际会议9次。

本文关键词:有机光伏、organic photovoltaic、非富勒烯受体、non-fullerene acceptor、太阳光模拟器、Solar Simulator、Sun Simulator、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://doi.org/10.1039/d1ee02977k

推荐仪器

Previous slide
Next slide

Loading

发表回复