2021 Adv. Mater. (IF 30.849), 寬帶隙非富勒烯受體 GS-ISO 實現高性能與多功能光伏應用

因精准才能頂尖！
光焱科技的 REPS 與 FTPS 系統讓太陽能電池的 Voc 損耗分析變得觸手可及!

　　Advanced Materials (IF 30.849) 於2021年11月發表一項研究成果。研究團隊在不使用稠環結構的情況下，實現了可用於多功能光伏應用且高性能的非融合寬帶隙受體。

　　在有機光伏 (OPV) 電池中，具有非融合共軛結構的寬帶隙 (WBG) 非富勒烯受體 (NFA) 發揮著關鍵作用。有鑑於此，研究團隊在不使用稠環結構的情況下，合成了名為 GS-OEH、GS-OC6 和 GS-ISO 的 NFA，其光學帶隙大於 1.70 eV。在這三種 NFA 中，相較於 GS-OEH 與 GS-OC6，GS-ISO 表現出更強的結晶度，因此產生更小的能量無序和更大的激子擴散係數。此外，GS-ISO 也展現出 1.0 × 10^-2 的高電致發光外部量子效率。

　　在太陽光模擬器照射下，搭配光焱科技標準電池進行光強校正，基於 PBDB-TF:GS-ISO 的 OPV 電池實現 11.62% 的功率轉換效率 (PCE)。此外，在照度 500 lux、色溫 2700 K 的光照下，基於 PBDB-TF:GS-ISO 的電池達到 28.37% PCE。透過光焱科技 QE-R 量子效率測量系統、FTPS 傅里葉轉換光電流光譜系統、REPS 光伏 Voc-loss 分析儀等儀器進行實驗，結果顯示使用 PBDB-TF:GS-ISO 作為前子電池的串聯 OPV 電池展現出 19.10% 的出色 PCE。重要的是，在模擬太陽光的連續照射下，基於 GS-ISO 的 OPV 電池表現出良好的穩定性。光焱科技量子效率測量系統除了用於太陽能電池的 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！

　　這項研究結果表明，研究中所使用的分子設計策略在開發非融合 NFA 方面具有極大的優勢，而且 GS-ISO 是一種可用於多功能光伏應用的 WBG 受體，相當具有前景。