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在无富勒烯有机光伏器件中实现低电压损耗与高光电流

DOI：10.1038/s41467-019-08386-9 期刊：Nature Communications 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 15:18:02
摘要： 尽管近期取得了显著进展，提高有机光伏器件（OPVs）的功率转换效率仍是亟待攻克的挑战。实现这一目标的前提条件之一，是在保证高效电荷分离的同时实现低电压损失。本研究报道了一种简便的合成策略：通过将缺电子核基团融合结构引入非富勒烯受体，实现对光电性质的精准调控。两种器件均展现出0.57V的低电压损失和22.0 mA cm?2的高短路电流密度，从而获得超过13.4%的高功率转换效率。这些具有近红外吸收特性的非常规缺电子核基非富勒烯受体，使所得有机光伏器件的非辐射复合损失降至最低，最终认证功率转换效率达到12.6%。
作者： Jun Yuan，Tianyi Huang，Pei Cheng，Sheng-Yung Chang，Zhenzhen Zhang，Wenchao Huang，Rui Wang，Dong Meng，Feng Gao，Yingping Zou，Huotian Zhang，Jonathan Lee Yang，Yang Yang
机构： Department of Materials Science and Engineering, University of California, Los Angeles，College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University，Department of Physics, Chemistry and Biology (IFM), Link?ping University，College of Chemistry, University of California, Berkeley
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究将缺电子核基稠环结构引入非富勒烯受体对有机光伏器件性能的影响，重点关注如何同时实现高效的电荷分离与较小的电压损失。

研究成果

研究表明，在非富勒烯受体中引入基于缺电子核的稠环结构，可通过同时实现高效电荷分离和低电压损失，使有机光伏器件获得高功率转换效率。该研究获得了符合ISO 17025标准的单结有机光伏电池12.6%认证效率，为高性能非富勒烯受体的设计提供了合理路径。

研究不足

该研究聚焦于一种特定类型的非富勒烯受体及其与商用给体聚合物的共混体系。其性能可能因不同给体材料或制备条件而异。研究同时强调需进一步降低非辐射复合损失。

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