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.:达19.4%高效率叠层OSC!不对称的宽带隙受体的应用

标题- 一种非对称宽禁带受体串联有机太阳能电池

第一作者:王建邱/张茂杰教授课题组

本文亮点

1. 本文合成了一种不对称宽带隙非富勒烯受体AITC。带隙为1.75eV的AITC与窄带隙受体BTP-eC9表现出良好的互补吸收光谱。AITC还显示出与BTP-eC9的良好相容性,这有助于在共混物中形成稳定的混合相。
2. AITC的大偶极矩有助于增强PM6和BTP-eC9共混膜中的分子堆积,从而提高三元OSC的光导率,抑制电荷复合,降低非辐射电压损失。
3. PM6:BTP-eC9:AITC三元OSC实现了18.8%的能量转换效率(PCE)。采用PM6:AITC作为底电池,PM6:AITC:BTP-eC9三元活性层作为顶电池的叠层OSC显示出19.4%的显著效率,是该领域最高的PCE之一。

研究动机

  有机太阳能电池(OSC)被认为是最有潜力的新兴光伏技术之一,因为高效的OSC电池板可以使用低成本的溶液印刷方法生产。近年来,基于二元混合体系的单结器件实现了约18%的最佳功率转换效率(PCE)。三元或串联结构的构建是提高OSC光伏性能的有效且必要的策略。然而,同时满足三元和串联OSC要求的受体的设计和合成在OSC领域具有极大的挑战性。在此,我们报道了一种不对称的非富勒烯受体,利用不对称结构带来的大偶极矩来增强活性层的分子堆积,进而提升器件的光电属性。

本文所用仪器

  • The EQE was measured by a Solar Cell Spectral Response Measurement System QE-R3011 (Enli Technology Co., Ltd. Taiwan).
  • Fourier-transform photocurrent spectroscopy external quantum efficiency (EQEFTPS) was measured using an integrated system (PECT-600, Enlitech), where the photocurrent was amplified and modulated by a lock-in instrument.
  • EQEEL measurements were performed by applying external voltage/current sources through the devices (ELCT-3010, Enlitech).

研究成果说明

  AITC大的偶极矩能增强活性层中分子堆积,提高活性层结晶性。此外,AITC的加入能降低三元活性层中的非辐射电压损失,从而提升器件的开路电压。基于此,PM6:BTP-eC9:AITC三元OSC实现了18.8%的能量转换效率(PCE)。采用PM6:AITC作为底电池,PM6:AITC:BTP-eC9三元活性层作为顶电池的叠层OSC显示出19.4%的显著效率,是该领域最高的PCE之一。

根据三个薄膜的平面外(实线)和平面内(虚线)线切割轮廓的 2D GIWAXS 图案
blank
blank

文章中用光焱仪器设备测试结果:

光焱仪器设备测试结果二元和三元 OSC EQE FTPS

通讯作者简介

本文关键词:asymmetric wide-bandgap acceptor、不对称宽带隙受体、有机太阳能电池、organic solar cell、量子效率、Quantum Efficiency, FTPS, REPS

原文:https://doi.org/10.1039/d1ee03673d

推荐仪器

Loading

发表回复