有機太陽能電池的案例
蘇州大學在半透明有機太陽能電池領域取得新突破
最終，半透明有機太陽能電池的顯色指數(shù)接近100、平均透過率超過20%，且光電轉(zhuǎn)換效率達到了9.37%。更為重要的是，該種策略具有很好的普適性，不但適用于不同的活性層體系，還適用于制備大面積、柔性半透明器件。
圖1(a) 半透明有機太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)和材料分子結(jié)構(gòu)；(b)不同光活性層材料的吸收光譜；(c)不同共混膜的透過光譜；(d)半透明有機太陽能電池的透過光譜; (e)不同半透明有機太陽能電池在模擬光源AM 1.5G下的色坐標; (f)透過不同半透明有機太陽能電池拍攝的數(shù)碼照片。
從圖1可以看出，相比于兩元體系，三元體系具有更好的光吸收互補特性，有效抑制了在600-780 nm波長范圍內(nèi)透過光的波動性，且三元體系的共混膜展現(xiàn)出更好的顯色性。進一步通過引入介質(zhì)鏡精確反射380-600 nm范圍透過的光，可降低該區(qū)域的透過率，從而獲得較為水平（均一）的透過光譜。基于三元體系和介質(zhì)鏡協(xié)同效應下制備的半透明有機太陽能電池具有很好的顯色性，顯色指數(shù)接近100，其色坐標接近模擬標準光源AM 1.5G。透過該半透明電池拍攝不同的畫面能夠很好保留原有的色彩。
圖2(a) 采用刮涂法制備的三元半透明有機太陽能電池以及模擬其替代玻璃應用在窗戶上；(b) 10 cm×10 cm的半透明有機太陽能電池其不同位置上的透過光譜（圖片上位置的顏色與透過曲線顏色一致）； (c)不同區(qū)域的9個半透明有機太陽能電池的效率統(tǒng)計圖。
為了進一步推動半透明有機太陽能電池走向?qū)嶋H應用，研究人員探索了該策略在大面積刮涂法中的適用性。如圖2所示，采用刮涂法制備的大面積半透明有機太陽能電池同樣具有優(yōu)異的顯色性，通過測試和統(tǒng)計不同區(qū)域的透過光譜和器件效率發(fā)現(xiàn)，大面積電池表現(xiàn)出了很好的均一性和重復性，為在光伏窗戶上的應用提供了可能。他們還拓展了半透明有機太陽能電池在柔性電池中的應用。
展開 Science：南開大學有機太陽能電池效率破紀錄！
南開大學化學學院陳永勝教授領銜的團隊在有機太陽能電池領域研究中獲突破性進展。他們設計和制備的具有高效、寬光譜吸收特性的疊層有機太陽能電池材料和器件，實現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，刷新了目前文獻報道的有機/高分子太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的世界最高紀錄。這一最新成果讓有機太陽能電池距離產(chǎn)業(yè)化更近一步。介紹該研究的論文在線發(fā)表于國際頂級學術(shù)期刊《科學》（Science）上。
有機太陽能電池的柔性特征和本工作主要結(jié)果
有機太陽能電池產(chǎn)業(yè)前景可期
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有機太陽能電池是解決環(huán)境污染、能源危機的有效途徑之一，其在質(zhì)輕、柔軟、半透明、可大面積低成本印刷、環(huán)境友好等方面都遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)太陽能電池，被認為是具有重大產(chǎn)業(yè)前景的新一代綠色能源技術(shù)。然而，實現(xiàn)高效率的太陽能電能轉(zhuǎn)化是有機太陽能電池研究的核心難題。而這一難題能否解決也直接決定著有機太陽能電池能否走出實驗室、走進人類的實際生產(chǎn)生活。
提高光電轉(zhuǎn)化效率瓶頸何在？
展開 基于P3HT有機太陽能電池的效率新紀錄
論文鏈接：
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cssc.202100627
相關(guān)進展
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中科院化學所侯劍輝研究員團隊：能量轉(zhuǎn)換效率超過14%的厚膜有機太陽能電池
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中科院化學所侯劍輝研究員課題組：具有接近15%能量轉(zhuǎn)換效率的有機太陽能電池
展開 蘇州大學柔性有機太陽能電池
蘇州大學李永舫院士團隊的李耀文教授等人利用銀納米線對導電聚合物的組分進行調(diào)控，并與銀網(wǎng)格柔性基底復合制備了低面電阻、高透過率的新型柔性復合電極，基于此電極的柔性有機太陽能電池效率超過12%。近日，該成果以“Breaking 12% efficiency in flexible organic solar cells by using a composite electrode”為題，在線發(fā)表于Science China Chemistry。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s11426-018-9430-8
有機太陽能電池(OSCs)活性層材料的可彎曲特性使其在柔性太陽能電池領域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力。然而，商業(yè)化的銦錫氧化物（ITO）柔性電極由于易脆性、面電阻高、透過率低等缺點限制了其在柔性有機太陽能電池中的應用。為了解決這一問題，發(fā)展具有優(yōu)良機械彎曲性、低面電阻、高透過率的新型柔性透明電極顯得尤為重要。
基于銀納米線（AgNWs）的導電薄膜不僅具有優(yōu)良的機械性能，而且其光學和電學性能優(yōu)異，成為極具應用前景的柔性透明電極材料。但是，粗糙度大、附著力弱，形貌不穩(wěn)定等缺點依然限制了其在高性能柔性有機太陽能電池中的應用。
展開 
江西師范大學陳義旺教授、南昌大學諶烈教授研究團隊AFM：在用于高效半透明有機太陽能電池的窄帶隙聚合物給體取得新進展
與無機半導體和鈣鈦礦材料相比，有機半導體具有不連續(xù)的吸收特性，這使得它們在制備半透明器件方面具有獨特的優(yōu)勢。基于有機半導體材料的半透明有機太陽能電池可用于外窗玻璃、建筑立面等建筑表面，實現(xiàn)多樣化的能量轉(zhuǎn)換途徑。通常，半透明有機太陽能電池實際應用的臨界平均可見光透射率應大于25%，但由于光吸收和透射率之間的權(quán)衡，而高的平均可見光透射率總是會導致能量轉(zhuǎn)換效率的顯著下降。而對于理想的半透明有機太陽能電池器件，它應該充分利用不可見光子來最大化能量轉(zhuǎn)換效率，并最大化可見光子的透過以獲得高的平均可見光透射率和顯色指數(shù)。具有良好近紅外光子吸收的窄帶隙的半導體材料，顯示出巨大潛力。然而由于活性層材料固有的窄帶隙以及窄帶隙聚合物給體與目前高性能的受體（如IT-4F和Y6等）能級不匹配，大多數(shù)半透明有機太陽能電池表現(xiàn)出低的開路電壓，這被證明是限制器件性能提高的關(guān)鍵因素。因此，合理設計活性層材料以在不破壞透明度的情況下提高開路電壓和器件效率對于實現(xiàn)半透明有機太陽能電池的實際應用至關(guān)重要。
首先，針對這一難題，南昌大學陳義旺/諶烈教授研究團隊提出了一種新的設計概念，即使用具有低能級和重疊近紅外吸收的給體與受體組合，用于高性能的半透明有機太陽能電池。將氯、硫和氟官能原子引入到聚合物PCE10中，以降低所得聚合物給體的能級，得到了三個聚合物PCE10-2Cl、PCE10-SF和PCE10-2F。這些聚合物給體都顯示出比PCE10更低的能級。其中，與非富勒烯受體IT-4F具有重疊吸收的窄帶隙聚合物給體PCE10-2Cl不僅獲得了顯著提升的開路電壓，而且實現(xiàn)了與具有互補吸收的給-受體組合相當?shù)墓怆娏鳌?/span>
展開 Res.綜述：側(cè)鏈懸掛芳香酰亞胺的雙纜共軛高分子用于單組分有機太陽能電池
有機太陽能電池作為一種清潔技術(shù)在未來能夠被應用于各種場合，包括物聯(lián)網(wǎng)，智能玻璃和電子皮膚等。目前基于雙組分的本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過18%，但是由于給受體的自聚集效應使本體異質(zhì)結(jié)有機太陽能電池的穩(wěn)定性大大降低。而將給受體分子通過共價鍵連接成單一分子作為活性層應用于單組分太陽能電池可以極大提高其穩(wěn)定性。同時單組分有機太陽能電池其制備工藝簡單，光電轉(zhuǎn)換過程易于理解等都有助于其未來在大面積以及柔性光電器件方面的應用。盡管單組分有機太陽能電池已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史，但是由于材料及其合成方法有限和形貌調(diào)控困難等，其能量轉(zhuǎn)換效率大都低于3%。
圖1 (a)單組分和雙組分有機太陽能電池圖示 (b)自2000年以來其能量轉(zhuǎn)換效率
自2017年以來，
李韋偉教授團隊在單組分有機太陽能電池方面取得眾多突破。在材料合成方面，團隊采用"functionlization-polymerization"方法，即先功能化，再聚合的方法設計合成雙纜共軛高分子，如圖2。先將芳香酰亞胺引入聚合單體，采用鈀催化的Stille、Suzuki、C-H活化聚合等設計合成一系列D-A結(jié)構(gòu)的雙纜共軛高分子，如圖3。
圖2 “functionlization-polymerization”方法設計合成雙纜共軛高分子
圖3 一些雙纜共軛高分子結(jié)構(gòu)
在形貌調(diào)控和表征方面，團隊利用GIWAXS、GIMAXS等多種手段，研究雙纜共軛高分子結(jié)晶情況，研究發(fā)現(xiàn)其能形成與嵌段共聚物類似的層狀相分離，并構(gòu)建了如圖4所示的層狀堆積模型。
展開 ：星型小分子受體用于構(gòu)筑高效穩(wěn)定的三元有機太陽能電池
近年來，由于非富勒烯稠環(huán)電子受體Y6及其衍生物的成功開發(fā)，使有機太陽能電池（OSCs）的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）得到不斷突破，目前單節(jié)有機太陽能電池的PCE已超過18%。盡管如此，基于Y6類的非富勒烯受體因其獨特的3D網(wǎng)絡分子堆積方式，在實現(xiàn)更加高效的電荷傳輸?shù)耐瑫r，也會帶來分子過度聚集的不利影響。Y6類受體分子的過度聚集通常會造成活性層相分離過大，激子復合嚴重，以及器件的長期穩(wěn)定性下降。因此，尋找一種既能夠提高器件能量轉(zhuǎn)化效率，同時又能抑制活性層中分子過度聚集，優(yōu)化活性層形貌的策略至關(guān)重要。向二元共混體系中加入第三組分的三元策略被認為是提高有機太陽能電池性能的一種非常有效的方法。雖然許多這方面的工作都能實現(xiàn)器件效率的提升，但對于解決體系中存在的過度聚集和活性層形貌長期穩(wěn)定性不佳等問題仍有一定挑戰(zhàn)，特別是第三組分的選擇。例如，在基于PM6:Y6體系的三元有機太陽能電池工作中，大部分第三組分都是和主給受體分子具有類似結(jié)構(gòu)的線型分子，雖然其三元器件性能得到了提升，但是對于改善體系中分子過度聚集的問題效果不明顯，且對于易集聚體系中活性層形貌的長期穩(wěn)定性調(diào)控并沒有優(yōu)勢。
針對以上科學問題，近日，江西師范大學陳義旺教授和廖勛凡教授團隊采用星型受體分子TF1作為第三組分，有效解決了體系中分子過度聚集的問題，并且實現(xiàn)了更加高效穩(wěn)定的三元有機太陽能電池器件。星型受體分子不僅具有類似于線型非富勒烯受體分子的高吸收系數(shù)和能級可調(diào)的優(yōu)點，還具有高電子遷移率和各向同性的電荷傳輸特性。此外，其獨特的3D分子骨架具有較大的空間位阻，能夠有效的抑制分子的過度集聚。
展開 南開大學陳永勝教授課題組：基于氯代小分子受體材料的有機太陽能電池效率超過14%
有機太陽能電池因具有質(zhì)量輕、成本低、可大面積制備和可溶液處理等諸多優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注。在有機太陽能電池的發(fā)展過程中，活性層材料的研發(fā)對提高器件綜合性能具有重要的意義。傳統(tǒng)的有機太陽能電池主要是基于富勒烯衍生物電子受體材料展開的，但是該類受體材料由于合成成本高、結(jié)構(gòu)和能級不易調(diào)控等不足限制了其進一步發(fā)展。近年來，具有拉電子單元-給電子單元-拉電子單元（A-D-A）結(jié)構(gòu)的非富勒烯小分子受體材料由于其結(jié)構(gòu)確定、能級及吸收范圍易調(diào)控等優(yōu)點在推動有機太陽能電池的發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。基于該類非富勒烯受體材料的器件通常有較低的能量損失和寬的光譜吸收范圍，從而具有更好的器件綜合效率。
前期工作中，南開大學陳永勝教授課題組首次報道了基于苯并二噻吩（BDT）的稠環(huán)單元的小分子受體材料NFBDT，隨后對其中間單元和末端單元同時進行優(yōu)化報道了A-D-A型的小分子受體NCBDT，并獲得了超過12%的器件效率。
近期，南開大學陳永勝教授課題組和中國科學院化學研究所侯劍輝研究員課題組合作，通過對A-D-A型小分子受體材料的末端基團進行調(diào)控，設計并合成了以基于BDT的稠環(huán)結(jié)構(gòu)（CBDT）作為中間單元、以氯代氰基茚滿二酮作為末端單元的非富勒烯小分子受體材料NCBDT-4Cl（如圖所示）。末端拉電子的氯原子的引入使該分子具有較低的LUMO和HOMO能級，其光譜吸收范圍主要位于600-900 nm，通過吸收截止邊計算得到的光學帶為1.40 eV。從能級和光譜吸收匹配的角度出發(fā)，選用了由侯劍輝研究員團隊報道的寬帶隙聚合物PBDB-T-SF作為電子給體材料。
展開 寧波材料所葛子義研究員團隊AFM：在超輕超柔有機太陽能電池領域取得重要進展
輕薄柔有機太陽能電池（OSCs）一直是新一代電源最有前途的選擇之一，特別是對于可穿戴電子系統(tǒng)（如電子紡織品和合成皮膚）。有機光伏材料的高消光系數(shù)和良好的延展性容許電池變得非常薄（通常低于300nm），并且與超薄塑料襯底具有良好兼容性，這引起了科研人員的極大關(guān)注。目前，新材料和新工藝的不斷涌現(xiàn)，使得剛性OSCs的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）得到迅速提高，但超薄超輕OSCs的發(fā)展仍然滯后，這極大限制了其在機械柔性方面的獨特優(yōu)勢。通過三元策略在活性層中引入具有延展性的第三組分材料或增加共混膜的無定型區(qū)域，非常有利于器件中機械應力的消散，從而同時提高器件的PCE和機械柔韌性。
近日，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所葛子義研究員團隊在前期高效率和柔性有機太陽能電池研究的基礎上（Nature Photonics, 2015, 9, 520; Advanced Materials, 2018, 30, 1800075; Advanced Materials, 2019, 31, 201902210; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 2808.）, 在高效率超輕柔OSCs領域取得新進展，通過基于超薄塑料襯底和三元共混策略獲得15.5%效率的超輕超柔OSCs原型器件，是目前公開報道的同類OSCs的最高效率之一。在沒有封裝的情況下，單位面積重量為 4.83 g m-2時單位重量功率達到了 32.07 W g-1，是目前公開報道的各種超薄柔性電池的最高單位重量功率之一。
展開 Mater》：全綠色溶劑處理的高效平面異質(zhì)結(jié)有機太陽能電池
有機太陽電池技術(shù)是一種具有巨大研究前景的綠色科技手段，可以有效地將光能轉(zhuǎn)換為電能。由于它具有重量輕，制造成本低，可柔性制備，可印制為彩色模塊，半透明，可大面積制備等優(yōu)點，在科學界引起了廣泛的關(guān)注。其中，器件工程是提高有機太陽能電池光伏性能的一條有效途徑。當前廣泛應用的本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）結(jié)構(gòu)器件存在著相形貌不穩(wěn)定，材料溶解性限制等問題，近年來新興的準平面異質(zhì)結(jié)（PPHJ）結(jié)構(gòu)的器件同樣被溶劑沖刷損耗以及難以滿足大面積印刷技術(shù)的要求等問題所困擾。然而，這些問題可以通過傳統(tǒng)的平面異質(zhì)結(jié)（PHJ）結(jié)構(gòu)的合理應用所解決。在實驗室制備的過程中，由于正交溶劑之間的不相溶性，下層活性層的牢固性更好，在順序旋涂時難以被沖刷，能很好的避免材料損失，此外，在大面積制備有機太陽能電池（OSC）的過程中，卷對卷印刷和噴墨印刷之間的應力方向差異可能會影響聚合物鏈段的分子堆積方向和相分離，這些負面影響也可以通過采用正交溶劑的方法得到緩解，因此PHJ結(jié)構(gòu)也更適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。因此，本文選擇了PM6:BO-4F體系為研究對象，通過將順序旋涂策略和正交溶劑策略相結(jié)合來制備PHJ有機太陽能電池。針對PM6在常用的高沸點溶劑當中具備較好的溶解性，BO-4F在綠色溶劑THF中具備很好的溶解性的特點，首先采用了CB和THF這組正交溶劑制備雙層器件，成功制備出了PCE高達15.6%的PHJ器件。在此基礎上，進一步采用綠色非鹵試劑O-XY處理PM6，由于O-XY與THF之間較大的極性差異，二者依然能夠形成正交溶劑，結(jié)果成功制備出了全綠色溶劑處理的高效PHJ器件，PCE達到了16%，為當前PHJ結(jié)構(gòu)的最高效率。研究結(jié)果證明了PHJ結(jié)構(gòu)的巨大研究潛力，為解決OSC材料相容性，長期穩(wěn)定性問題以及未來商業(yè)化的應用指明了新的研究方向。
圖1.
展開 ：基于喹喔啉單元的D-A共聚物在有機/鈣鈦礦太陽能電池中的應用
在眾多的可再生能源中，太陽能由于取之不盡、分布廣泛且清潔無污染等優(yōu)點而廣受關(guān)注。在太陽能的利用中，通過半導體材料的光生伏打效應將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池是太陽能利用的重要形式。其中，第三代太陽能電池技術(shù)，特別是有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池，近年來受到廣泛關(guān)注并取得了快速的發(fā)展。
喹喔啉（Qx）單元是兩個六元環(huán)稠合的雜環(huán)分子（含有兩個對稱的N原子），具有弱的缺電子性質(zhì)、較強的醌式共振取向、以及較多的可取代位點，是構(gòu)筑寬帶隙D-A共聚物理想的缺電子A單元。在這篇文章中，中科院化學所李永舫院士和鄭州大學孫晨凱博士等總結(jié)和討論了基于Qx單元的D-A共聚物在有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池中的應用。
在有機太陽能電池光伏材料中，基于Qx單元的D-A共聚物給體長久以來吸引了研究人員們的廣泛興趣，特別是自2018年中科院化學所李永舫院士團隊報道了低成本高效的D-A共聚物給體PTQ10以來。在文中，作者分別從主鏈調(diào)制、側(cè)鏈優(yōu)化和官能團取代方面對基于Qx單元的D-A共聚物給體進行了詳細的討論。另外，他們又分別討論了基于Qx單元的低成本高效的PTQ衍生物給體和基于Qx衍生物的D-A共聚物給體。本文主要關(guān)注Qx基的D-A 共聚物給體的分子設計策略和結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系，旨在為開發(fā)更高效的Qx基的D-A共聚物給體提供指導。
此外，他們還總結(jié)和討論了基于Qx單元的D-A共聚物作為空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應用，可以為提升鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩(wěn)定性提供思路。
上述成果于近期發(fā)表在Adv. Mater.2021, 2104161.上。鄭州大學孫晨凱博士為文章的第一作者兼通訊作者，中科院化學所李永舫院士為通訊作者。
展開 
一種高效有機太陽能電池
，特別是窄禁帶受體的快速發(fā)展的推動下，有機太陽能電池(OSCs)取得了前所未有的發(fā)展。
Joule：高效有機非富勒烯聚合物太陽能電池器件壽命接近10年
【引言】
基于非富勒烯受體的有機太陽能電池近年來發(fā)展迅速。與富勒烯及其衍生物相比，非富勒烯受體具有更易調(diào)節(jié)的物理化學性質(zhì)，更有效的光譜利用，以及更小的能量損耗等優(yōu)勢。ITIC及其多種衍生物（圖一）作為非富勒烯受體材料近年來受到廣泛關(guān)注。通過分子結(jié)構(gòu)調(diào)控ITIC能級來提高電池能量轉(zhuǎn)換效率是近年來的研究熱點。協(xié)同調(diào)節(jié)受體和給體的能級已經(jīng)成功將電池能量轉(zhuǎn)換效率提高到13%以上。
對于有機太陽能電池的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和應用，必須綜合考慮能量轉(zhuǎn)換效率、器件穩(wěn)定性以及合成難度。因此，在研究分子能級調(diào)控對其能量轉(zhuǎn)換效率影響的同時，也應該關(guān)注其對穩(wěn)定性和合成成本的影響。最近，德國埃爾蘭根-紐倫堡大學Christoph J. Brabec教授的研究團隊從能量轉(zhuǎn)換效率、器件穩(wěn)定性和合成復雜度三個方面研究了ITIC及其系列衍生物的工業(yè)化可行性，以及分子調(diào)控對電池壽命的影響。研究表明，ITIC端基和側(cè)鏈修飾對器件穩(wěn)定性有極大影響，該系列材料中的穩(wěn)定體系有望達到接近10年的器件使用壽命。最后，作者通過分析工業(yè)化指標，指出降低合成成本對于該系列材料的工業(yè)化應用前景至關(guān)重要，該工作發(fā)表在Joule上。文章第一作者為杜曉艷博士，通訊作者為李寧博士和Christoph J. Brabec教授。
圖1. 給體和受體材料的分子結(jié)構(gòu)
【圖文導讀】
該工作中的太陽能電池由程序控制自動進行穩(wěn)定性測試。測試條件為干燥氮氣氛圍（氧氣和水含量均小于0.5ppm）使用白光LED燈照射，期間溫度控制在30°C。結(jié)果顯示（圖二），ITIC分子結(jié)構(gòu)調(diào)控對電池穩(wěn)定性影響極大。
展開 華南理工《AFM》：實現(xiàn)18.7%效率的串聯(lián)有機太陽能電池！
然而，串聯(lián)有機太陽能電池(TOSCs)中的最大光電流通常是通過增加次電池的厚度來獲得的，這會導致這種器件的復合增強，從而影響其功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)。
來自華南理工大學等單位的科研人員開發(fā)了一種高效的互連層(ICL)，其結(jié)構(gòu)為ZnO納米粒子：PEI/PEI/PEDOT：PSS，其使得TOSCs具有很好的重復性。研究發(fā)現(xiàn)，通過增加有源層中非富勒烯受體的比例，可以減小這類TOSCs的最佳前子單元厚度。本工作中使用的非富勒烯受體的吸收系數(shù)遠大于前次電池中的給體吸收系數(shù)，當受體比例增加時，給體的吸收減少可以與受體的吸收減少很好地互補，從而導致即使薄膜較薄也能顯著提高整體吸收。另一方面，非富勒烯受體在前次電池中的吸收系數(shù)遠大于施主的吸收系數(shù)，當受體的比例增加時，施主的吸收減少可以得到很好的補償，從而即使薄膜較薄也能顯著地提高整體吸收。結(jié)果表面，該效應減小了前次電池的最佳厚度，并抑制了其電荷復合。相關(guān)論文發(fā)表在Advanced Functional Materials。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202103283
總的來說，在這項工作中，構(gòu)建了一種高效的非富勒烯TOSC，其中ICL由ZnO納米粒子：PEI/PEI/PEDOT：PSS組成。該ICL具有良好的互連性能，使TOSCs具有很好的重復性。通過增加前次電池中非富勒烯受體TfIF-4Cl的比例，可以使TOSCs獲得最大光電流的最佳前次電池厚度減小到一個較低的值。該策略在不顯著增加前次電池厚度的情況下提高了前次電池的光子利用率，從而有效地抑制了有源層厚度增加時前次電池中發(fā)生的電荷復合。
展開 華南理工：有機太陽能電池中界面偶極作用機理的深入研究！
有趣的是，當FPyBr吸附在ITO表面時，由于分子本身的偶極和電荷轉(zhuǎn)移形成的吸附偶極相反，ITO的功函數(shù)并沒有明顯降低，意味著FPyBr可能不適合應用于倒裝有機太陽能電池。其作用機理示意圖見圖4。值得一提的是，分子模擬的結(jié)果和實驗結(jié)果具有良好的一致性，這種界面行為研究方法對于界面修飾材料作用機理研究和新材料的研發(fā)與應用有重要參考意義。
圖1、XPS表征結(jié)果
圖2、PFN的界面偶極作用機理
圖3、FPyBr在Ag表面的最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
圖4、含陰離子界面材料FPyBr的作用機理
*感謝論文作者團隊對本文的大力支持。
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