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科學新知:2022 Joule (IF 41.248), OPV 近 19% 效率! 如何透過三元 OPV 減少能量紊亂?

本文三大亮點:

  • 結合具有相似吸收曲線的對稱-非對稱 NFA,構建三元 OPV (TOPV)。
  • 對比於兩個二元 OPV, 要得到較高 Voc 的三元 TOPV 必需減少能量的損失。
  • TOPV 實現了 18.8% 的創紀錄效率 (認證為 18.7%)。

  追求有機光伏高效率的主要障礙為開路電壓 (Voc) 損耗大。為了解決這個問題,這個團隊建構了一種由對稱-不對稱受體組成的三元 OPV,並透過測試系統證明是一種可行方式。

  Joule (IF 41.248) 於 2022 年 2 月發表一項研究。研究團隊將具有相似吸收曲線的對稱 BTP-eC9 和不對稱  BTP-S9 受體組成三元 OPV (ternary OPV, TOPV)。透過實驗,研究團隊證明增加 Voc 可以減少能量紊亂和非輻射衰變。

  透過量子產率量測系統等儀器測試,研究結果顯示,與二元 OPV 相比,在不犧牲吸收範圍情況下,TOPV 需要更高的電壓,此外,由於 π-π 堆疊比二元薄膜更強,三元共混物表現出更強的電荷傳輸性能,並因此提高了填充因子 (FF)。

  本文研究的 TOPV 表現出 18.8% 的效率 (認證為 18.7%),電壓為 0.861 V、FF 為 79.34%,是目前認證的單結 OPV 中最高值。這項研究為高效 OPV 鋪平了道路。

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

關鍵字:有機光伏、organic photovoltaics、OPV、三元 OPV、發光量子產率測試、luminescence efficiency、能量紊亂、energetic disorder、量子效率、 quantum efficiency

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

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