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抑制近红外吸收受体三重态激子产生实现高性能串联有机太阳能电池

 更新时间:2023-03-10 点击量:575

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主要内容

减少子电池的能量损失对于高性能串联有机太阳能电池至关重要,而非发射三重态激子的形成使其受到非辐射电压损失的限制。
中科院化学所李永舫、孟磊老师等人通过在BTPSV-4F的中心稠环中用硒吩取代末端噻吩,开发了一种超窄带隙受体BTPSeV-4F,用于构建高效的串联有机太阳能电池。硒吩的取代使BTPSV-4F的光学带隙降低至1.17 eV,并抑制了BTPSV-4F基器件中三重态激子的形成。以BTPSeV-4F作为受体的有机太阳能电池表现出14.2%的高功率转换效率,短路电流密度达到创纪录的30.1mA cm-2及0.55 eV的低能量损失,这得益于抑制了三重态激子形成而导致的低非辐射能量损失。
团队还开发了一种用于前电池的高性能中带隙受体O1-Br通过将基于PM6:O1-Br的前电池与基于PTB7-Th:BTPSeV-4F的后电池集成,串联有机太阳能电池的功率转换效率为19%。结果表明,分子设计抑制近红外吸收受体中三重态激子的形成是提高串联有机太阳能电池光伏性能的有效途径。

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文献信息

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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