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具有1.34V高开路电压的高效有机太阳能电池

DOI：10.1002/cjoc.201900269 期刊：Chinese Journal of Chemistry 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 阻碍有机太阳能电池（OSC）功率转换效率（PCE）提升的最重要挑战之一，是由较大能量损失导致的开路电压（VOC）偏低。电荷产生过程中的大驱动力和非辐射复合是能量损失的主要原因。为最大化OSC的VOC，本研究通过调节端基设计了一种带隙为2.0 eV的非富勒烯受体ITCCM-O。当与名为J52的聚合物给体共混时，该器件展现出5.5%的PCE及卓越的1.34 V开路电压——这是单结OSC在超过5% PCE时达到的最高值。高VOC得益于：1）可忽略的电荷转移驱动力；2）被抑制至仅0.22 V的非辐射复合损失。
作者： Bowei Gao，Huifeng Yao，Ling Hong，Jianhui Hou
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过设计带隙为2.0 eV的非富勒烯受体ITCCM-O并与聚合物给体J52共混，以最大化有机太阳能电池(OSCs)的开路电压(VOC)并实现高功率转换效率(PCEs)。

研究成果

该研究成功设计并合成了一种新型非富勒烯受体ITCCM-O，在有机太阳能电池中实现了5.5%的高光电转换效率（PCE），并获得了1.34 V的优异开路电压（VOC）。高开路电压归因于较低的电荷产生驱动力和较小的非辐射复合损失。结果表明，精细调控有机光伏材料的化学结构可进一步降低能量损失，提升有机太阳能电池的光电转换效率。

研究不足

相对较低的填充因子（FF）是由共混膜形态欠佳所致，这表明需要对ITCCM-O基有机太阳能电池的形态进行进一步优化，以提高FF和Jsc值。

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