研究目的
研究利用高空穴迁移率聚合物增强非富勒烯受体基厚活性层中的电子传输，以实现聚合物太阳能电池的高填充因子和效率。
研究成果
研究表明，高空穴迁移率聚合物能显著增强非富勒烯受体基厚活性层中的电子传输，从而提高聚合物太阳能电池的填充因子和效率。该方法为开发适用于大规模生产的高性能厚膜PSC铺平了道路。
研究不足
该研究聚焦于二元非富勒烯活性层，可能并不直接适用于三元或其他复杂体系。电子传输的增强效应特指高空穴迁移率聚合物与IEICO-4F受体的组合。
与高分子量、高空穴迁移率聚合物共混的薄膜中非富勒烯受体的电子传输显著增强：厚膜非富勒烯聚合物太阳能电池展现出高填充因子
DOI：10.1039/D0TA01340D
期刊：Journal of Materials Chemistry A
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
采用高空穴迁移率（μh）聚合物已成功克服厚富勒烯活性层中的填充因子（FF）衰减问题。然而，对于含非富勒烯受体的厚活性层而言，该挑战依然存在。本研究展示了一种基于高μh聚合物给体、具有高FF和高效能的非富勒烯厚活性层体系。通过高分子量聚合物诱导混合薄膜获得更高电子迁移率（μe达1×10?3 cm2/(V·s)），在320纳米厚共混膜中实现了空穴与电子传输相对平衡的μh/μe比值（4.42）。相较于原始IEICO-4F非富勒烯薄膜，共混膜的电子迁移率提升8倍，这对应着IEICO-4F片层更紧密的交错排列及分子面内(200)晶面更高取向度的有序排列——这些结构特征显著促进了电子传输。最终，采用320纳米厚二元非富勒烯活性层的太阳能电池展现出超过70%的卓越FF值及13.2%的功率转换效率，这是以高μh聚合物作为给体取得的突破性进展。研究结果表明，高μh聚合物给体有望成为非富勒烯聚合物太阳能电池的优选方案。
作者：
Zhen Wang，Haiying Jiang，Xuncheng Liu，Jiahao Liang，Lianjie Zhang，Lechi Qing，Qian Wang，Wei Zhang，Yong Cao，Junwu Chen
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