抑制近紅外吸收受體三重態(tài)激子產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)高性能串聯(lián)有機(jī)太陽(yáng)能電池

來(lái)源：巨力光電（北京）科技有限公司 2023年03月10日 15:29

主要內(nèi)容

減少子電池的能量損失對(duì)于高性能串聯(lián)有機(jī)太陽(yáng)能電池至關(guān)重要，而非發(fā)射三重態(tài)激子的形成使其受到非輻射電壓損失的限制。

中科院化學(xué)所李永舫、孟磊老師等人通過(guò)在BTPSV-4F的中心稠環(huán)中用硒吩取代末端噻吩，開(kāi)發(fā)了一種超窄帶隙受體BTPSeV-4F，用于構(gòu)建高效的串聯(lián)有機(jī)太陽(yáng)能電池。硒吩的取代使BTPSV-4F的光學(xué)帶隙降低至1.17?eV，并抑制了BTPSV-4F基器件中三重態(tài)激子的形成。以BTPSeV-4F作為受體的有機(jī)太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出14.2%的高功率轉(zhuǎn)換效率，短路電流密度達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的30.1mA cm^-2及0.55 eV的低能量損失，這得益于抑制了三重態(tài)激子形成而導(dǎo)致的低非輻射能量損失。

團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種用于前電池的高性能中帶隙受體O1-Br。通過(guò)將基于PM6:O1-Br的前電池與基于PTB7-Th:BTPSeV-4F的后電池集成，串聯(lián)有機(jī)太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率為19%。結(jié)果表明，分子設(shè)計(jì)抑制近紅外吸收受體中三重態(tài)激子的形成是提高串聯(lián)有機(jī)太陽(yáng)能電池光伏性能的有效途徑。

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系統(tǒng)整合了DC，AC和瞬態(tài)測(cè)試模式，用于表征太陽(yáng)能電池/OLED器件載流子遷移率、瞬態(tài)光電流、瞬態(tài)光電壓、載流子壽命和濃度、載流子動(dòng)力學(xué)過(guò)程、摻雜和陷阱分布等性能，對(duì)器件的瞬態(tài)性能進(jìn)行全面分析。（點(diǎn)擊訪問(wèn)）

文獻(xiàn)信息

Near-infrared absorbing acceptor with suppressed triplet exciton generation enabling high performance tandem organic solar cells

Zhenrong Jia, Qing Ma, Zeng Chen, Lei Meng, Nakul Jain, Indunil Angunawela, Shucheng Qin, Xiaolei Kong, Xiaojun Li, Yang (Michael) Yang, Haiming Zhu, Harald Ade, Feng Gao & Yongfang Li

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