研究目的
研究在三元有机太阳能电池(OSC)活性层中添加第三组分(Eh-IDTBR)对能量无序度、电荷转移态能量、活化能以及形貌变化的影响。
研究成果
在三元有机太阳能电池中加入Eh-IDTBR作为第三组分,提高了受体相的结晶度,降低了能量无序性,并减少了载流子产生的活化能。这些变化提升了器件性能,包括更高的开路电压(VOC)和短路电流密度(JSC)。该研究揭示了三元有机太阳能电池中结构-电学性能的关联规律,为进一步优化器件性能提供了途径。
研究不足
该研究仅限于PCE10、F8IC和Eh-IDTBR这一特定材料体系。研究结果可能不直接适用于其他材料体系。此外,该研究仅关注三元共混物的狭窄组成范围,可能忽略了该范围之外的最佳组成。
1:实验设计与方法选择:
本研究以PCE10为给体、F8IC为受体、Eh-IDTBR为第三组分的三元有机太阳能电池为研究对象。研究方法包括:通过GIWAXS测量晶体特性,采用温度依赖性迁移率测量分析能量无序度,以及通过光电流密度测量确定活化能。
2:样品选择与数据来源:
样品包含Eh-IDTBR、F8IC和PCE10的纯膜及其二元/三元共混膜。数据通过器件性能测试和材料表征技术获取。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于晶体特性分析的GIWAXS、模拟AM 1.5G太阳光照射下的J-V特性测试系统以及EQE光谱测量仪。材料包含PCE10、F8IC和Eh-IDTBR。
4:5G太阳光照射下的J-V特性测试系统以及EQE光谱测量仪。材料包含PCEF8IC和Eh-IDTBR。
实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:该过程包括制备不同Eh-IDTBR组分的有机太阳能电池、测量器件性能以及分析形貌与电子特性。
5:数据分析方法:
采用高斯无序模型分析能量无序度,使用阿伦尼乌斯方程计算活化能,并通过GIWAXS数据的谢乐公式计算相干长度。
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