2021 Energy Environ. Sci. (IF 38.532)：選擇合適的第三組件於三元OSC之策略

因精准才能頂尖！

　　Energy & Environmental Science (IF 38.532) 近期刊登一項研究。有機太陽能電池 (Organic solar cell, OSC) 因其成本低、重量輕和易於製造的獨特優點，被認為是一種很有前途的太陽能轉換技術。使用包含兩個供體/一個受體或一個供體/兩個受體的三元OSC是提高器件功率轉換效率 (power conversion efficiency, PCE) 的有效方法。然而，很少有人關注如何選擇合適的第三組件。此篇提出了一種在基於非富勒烯受體的三元OSC中，選擇第三組件的策略。

　　透過使用與宿主受體相同的中心單元以及單個氟化端基，設計的非富勒烯受體可以成功地作為三元OSC中的第三組件。遵循此原則，作者們合成了三種非富勒烯受體BTP-F、Y6-F和L8-BO-F，將其分別作用於PM6:BTP-eC9、PM6:Y6和D18-Cl:L8-BO合成為三元OSC中的第三組件。

(e) 二元和三元 OSC 的 J-V 曲線。 (f) 二元和三元 OSC 的 PCE 值的直方圖。 (g) 二元和三元 OSC 的 EQE 光譜。實線表示二元和三元器件的綜合 Jsc 值。

　　過程中作者使用光焱科技QE-R量子效率光學儀等儀器進行實驗並標定OSC。結果發現，與二元組件相比，所有的三元組件都有更高的PCE。其中，優化後的PM6:BTP-eC9三元OSC表現出18.45%的高PCE。與主系統相比，也顯示出卓越的穩定性。另外也發現，將BTP-F引入三元混合物中，增加了電荷傳輸，改善了活性層形態並減少了非輻射複合，從而同時提高短路電流、填充因子和開路電壓。這些結果不僅為如何選擇三元OSC的第三組件設計提供了一般策略，也為若要進一步開發高性能OSC，提供新的途徑。

　　量子效率光學儀除了用於鈣鈦礦太陽能電池的EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析，同時對於太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流，也提供了Jsc (short-circuit current density)的比對，以證明實驗的真確性！