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化學所朱曉張Nat. Commun.: 抑制有機光伏中的電子-聲子耦合實現高效率轉換

 更新時間:2023-09-01 點擊量:339

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主要內容

非輻射能量損失(?Enr)是限制有機太陽能電池效率的關鍵因素。通常,分子運動產生的強電子-聲子耦合會產生快速的非輻射衰變并引起高?Enr。如何限制分子運動并實現低?Enr是一個問題。

在這篇文章中,化學所朱曉張、易院平、許勝杰、侯劍輝等人將自由體積比(FVR)作為評估分子運動的指標,為抑制非輻射衰變提供了新的分子設計原理。理論和實驗結果表明,烷基側鏈適當延長可以降低FVR并限制分子運動,從而使電子-聲子耦合減少,同時保持理想納米形態。在具有精確烷基鏈延長的AQx-6中同時獲得了降低的FVR和良好形貌,在優化Voc、Jsc和FF的情況下實現了18.6%的高PCE。

研究發現,聚集態調節對減少電子-聲子耦合具有重要意義,這為實現高效OSCs提供了途徑。


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圖1:受體分子化學結構和理論計算


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圖2:AQx型NFAs的單晶結構和光電性能


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圖3:基于AQx型NFAs的OSCs的光伏性能


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圖4:形態學調查


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圖5:瞬態吸收


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其中未封裝的電流-電壓(J–V)特性使用Keithley 2400源表在N2下測量。并通過巨力光電代理的XES-70S1太陽光模擬器SAN-EI Electric Co., Ltd, AAA grade, 70mm×70mm)實現AM1.5G(100 mW cm-2)光照。


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文獻信息

Suppressing electron-phonon coupling in organic photovoltaics for high-efficiency power conversion

Yuanyuan Jiang, Yixin Li, Feng Liu, Wenxuan Wang, Wenli Su, Wuyue Liu, Songjun Liu, Wenkai Zhang, Jianhui Hou, Shengjie Xu, Yuanping Yi & Xiaozhang Zhu

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