科学新知:2022 Joule (IF 41.248), OPV 近 19% 效率! 如何透过三元 OPV 减少能量紊乱?

本文三大亮点:

  • 结合具有相似吸收曲线的对称-非对称 NFA,构建三元 OPV (TOPV)。
  • 对比于两个二元 OPV, 要得到较高 Voc 的三元 TOPV 必需减少能量的损失。
  • TOPV  实现了 18.8% 的创纪录效率 (认证为 18.7%)。

  追求有机光伏高效率的主要障碍为开路电压 (Voc) 损耗大。为了解决这个问题,这个团队建构了一种由对称-不对称受体组成的三元 OPV,并透过测试系统证明是一种可行方式。

  Joule (IF 41.248) 于 2022 年 2 月发表一项研究。研究团队将具有相似吸收曲线的对称 BTP-eC9 和不对称  BTP-S9 受体组成三元 OPV (ternary OPV, TOPV)。透过实验,研究团队证明增加 Voc 可以减少能量紊乱和非辐射衰变。

  透过量子产率量测系统等仪器测试,研究结果显示,与二元 OPV 相比,在不牺牲吸收范围情况下,TOPV 需要更高的电压,此外,由于 π-π 堆栈比二元薄膜更强,三元共混物表现出更强的电荷传输性能,并因此提高了填充因子 (FF)。

  本文研究的 TOPV 表现出 18.8% 的效率 (认证为 18.7%),电压为 0.861 V、FF 为 79.34%,是目前认证的单结 OPV 中最高值。这项研究为高效 OPV 铺平了道路。

energetic disorder ternary OPV symmetric-asymmetric molecule
energetic disorder ternary OPV EQE Quantum Efficiency
energetic disorder ternary OPV EQE EL Quantum Efficiency

关键词:有机光伏、organic photovoltaics、OPV、三元 OPV、发光量子产率测试、luminescence efficiency、能量紊乱、energetic disorder、量子效率、 quantum efficiency

原文: https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.02.001

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