西交大凡群平Angew：基于香豆素?fù)]發(fā)性/非揮發(fā)性固態(tài)添加劑實(shí)現(xiàn)OSCs 20.32%效率

主要內(nèi)容

固態(tài)添加劑包含揮發(fā)性固態(tài)添加劑與非揮發(fā)性固態(tài)添加劑兩類，這類添加劑因能顯著改善有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電性能而備受關(guān)注，且非揮發(fā)性固態(tài)添加劑的后續(xù)處理更為便捷。不過(guò)，相較于揮發(fā)性固態(tài)添加劑，非揮發(fā)性固態(tài)添加劑在器件形貌優(yōu)化方面往往存在不足，并且目前針對(duì)兩類添加劑作用機(jī)制的系統(tǒng)性對(duì)比研究仍較為匱乏。

為此，西安交通大學(xué)凡群平、馬偉，西安科技大學(xué)宿文燕，廣東技術(shù)師范大學(xué)賈濤和湘潭大學(xué)Manjun Xiao等人設(shè)計(jì)并合成了兩種具有相似母核結(jié)構(gòu)的香豆素衍生添加劑，分別為揮發(fā)性的7-二乙氨基-2H-色烯-2-酮（C5）與非揮發(fā)性的3-苯并[d]噻唑-2-基-7-二乙氨基-2H-色烯-2-酮（C6），旨在探究二者的作用機(jī)制及對(duì)器件光電性能的調(diào)控差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，與未添加添加劑的器件相比，經(jīng)C5和C6修飾的有機(jī)太陽(yáng)能電池均實(shí)現(xiàn)了形貌優(yōu)化、電荷傳輸效率提升以及能量損失減少；此外，C6還可通過(guò)與給體材料之間的福斯特共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）效應(yīng)構(gòu)建額外的電荷傳輸通道，進(jìn)而提高激子利用率。

測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)C6修飾的D18:L8-BO體系有機(jī)太陽(yáng)能電池，光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）高達(dá)20.32%，且器件穩(wěn)定性優(yōu)于未添加添加劑及C5修飾的器件。該效率不僅高于未添加添加劑器件的18.85%和經(jīng)C5修飾器件的19.55%，更創(chuàng)下了已報(bào)道的小分子非揮發(fā)性固態(tài)添加劑修飾器件的最高紀(jì)錄。

本研究深入揭示了揮發(fā)性與非揮發(fā)性固態(tài)添加劑在作用機(jī)制上的差異，為深入解析固態(tài)添加劑提升有機(jī)太陽(yáng)能電池光電性能的內(nèi)在機(jī)理提供了重要參考，同時(shí)也為篩選兼具高效性與多功能性的非揮發(fā)性固態(tài)添加劑、進(jìn)而推動(dòng)有機(jī)光伏器件高效性能提升提供了重要指導(dǎo)。

文獻(xiàn)信息

Coumarin-Based Volatile and Non-Volatile Solid Additives Enable Organic Solar Cells with 20.32% Efficiency

Long Jiang, Luting Tang, Ting Mei, Manjun Xiao, Kai Xiang, Wenjing Zhou, Yuan Cai, Mingyu Fan, Tao Jia, Qiang Tao, Linglong Ye, Zhaozhao Bi, Cheng Zhou, Xunchang Wang, Jianhua Chen, Guanghao Lu, Yuhang Liu, Renqiang Yang, Prof. Wenyan Su, Wei Ma, Prof. Qunping Fan

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202524002

- 產(chǎn)品咨詢及購(gòu)買請(qǐng)聯(lián)系我們 -