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抑制近紅外吸收受體三重態激子產生實現高性能串聯有機太陽能電池

 更新時間:2023-03-10 點擊量:420

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主要內容

減少子電池的能量損失對于高性能串聯有機太陽能電池至關重要,而非發射三重態激子的形成使其受到非輻射電壓損失的限制。
中科院化學所李永舫、孟磊老師等人通過在BTPSV-4F的中心稠環中用硒吩取代末端噻吩,開發了一種超窄帶隙受體BTPSeV-4F,用于構建高效的串聯有機太陽能電池。硒吩的取代使BTPSV-4F的光學帶隙降低至1.17?eV,并抑制了BTPSV-4F基器件中三重態激子的形成。以BTPSeV-4F作為受體的有機太陽能電池表現出14.2%的高功率轉換效率,短路電流密度達到創紀錄的30.1mA cm-2及0.55 eV的低能量損失,這得益于抑制了三重態激子形成而導致的低非輻射能量損失。
團隊還開發了一種用于前電池的高性能中帶隙受體O1-Br。通過將基于PM6:O1-Br的前電池與基于PTB7-Th:BTPSeV-4F的后電池集成,串聯有機太陽能電池的功率轉換效率為19%。結果表明,分子設計抑制近紅外吸收受體中三重態激子的形成是提高串聯有機太陽能電池光伏性能的有效途徑。

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文獻信息

Near-infrared absorbing acceptor with suppressed triplet exciton generation enabling high performance tandem organic solar cells


Zhenrong Jia, Qing Ma, Zeng Chen, Lei Meng, Nakul Jain, Indunil Angunawela, Shucheng Qin, Xiaolei Kong, Xiaojun Li, Yang (Michael) Yang, Haiming Zhu, Harald Ade, Feng Gao & Yongfang Li


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