有機太陽能電池(OSC)雖然取得了長足的進步,但其效率仍受到復合損失的限制。在有機半導體中,光生電子和空穴通常作為局域激子結合。從激子到自由電荷的轉變需要擴散和離解過程,其中存在寄生復合損失。活性層的結晶行為會影響激子的擴散和離解效率。

近日,四川大學李鴻祥、Liu Yahui、青島大學劉玉強、北京師範大學薄志山等人精心設計了不同的添加劑來控制結晶行為。作者發現,通過控制非富勒烯受體的聚集,可以提高活性層的結晶品質。此外,共混膜的π-π堆積變得緊湊,同時在垂直方向上的結晶更加均勻。這些都有利於激子的擴散和離解。

結果發現,復合損耗減少,功率效率(PCE)顯著提高。同時,添加劑在各種有機光伏系統中的普遍適用性得到了證明,其中在D18:BTP-eC9-4F OSC中實現了19.3%的PCE。