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oe1(光电查) - 科学论文

15 条数据
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  • 基于两种具有互补吸收特性和平衡结晶度的非富勒烯受体的三元有机太阳能电池

    摘要： 三元共混结构已被证明是提高有机太阳能电池光电转换效率的有效方法。提升三元太阳能电池光电转换效率的一种有效途径是采用两种具有互补吸收范围和平衡结晶度的非富勒烯受体。本工作通过将一种具有适当烷基侧链的高结晶度小分子受体C8IDTT-4Cl引入到共轭聚合物给体PBDT-TPD与稠环电子受体ITIC-4F的低结晶度共混体系中?；赑BDT-TPD:ITIC-4F:C8IDTT-4Cl共混物的三元器件展现出9.51%的最佳光电转换效率，同时短路电流密度提升至18.76 mA cm-2，填充因子达到67.53%。C8IDTT-4Cl的吸收边位于900 nm处，这种良好的互补吸光特性有利于提升光电流。此外，研究发现三元器件中高结晶度的C8IDTT-4Cl有助于调控结晶度、改善异质结形貌与堆叠结构，从而实现更高的载流子迁移率和更优性能。

    关键词： 非富勒烯受体、三元有机太阳能电池、功率转换效率、互补吸收、平衡结晶度

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用三元共混物提高高效有机太阳能电池的光稳定性

    摘要： 基于聚合物给体和非富勒烯受体（NFA）的三元有机太阳能电池实现了高功率转换效率（PCE）。当前需进一步提升有机光伏器件的工作寿命。本研究选取了三种具有不同电子亲和能和结构特性的NFA，发现结晶性最强的第三组分O-IDTBR能在受体相中选择性混溶。相较于PM6:Y6二元器件（15.2% PCE），该方案使陷阱辅助复合减少，获得16.6%的PCE和0.76的填充因子。电荷传输与复合分析表明，O-IDTBR作为电荷中继体改善了给受体材料的电荷转移，形成更有序的传输通道。研究发现，三元器件通过抑制陷阱形成，在全日照（AM1.5G）下可消除光诱导陷阱。因此，三元器件在225小时内未出现PCE衰减，而二元器件初始性能损失超过60%。

    关键词： 光稳定性、非富勒烯受体、三元有机太阳能电池、功率转换效率、电荷传输

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 利用多模态分析透射电子显微镜解析三元有机太阳能电池的复杂纳米形貌

    摘要： 阐明三元有机太阳能电池活性层中复杂的材料分布是有机光伏领域面临的最大挑战之一。了解纳米形貌对于理解光物理过程（如电荷分离、复合机制的调节以及无辐射和能量损失的抑制）从而提升器件性能至关重要。本研究首次通过分析型透射电子显微镜成功实现了三元有机太阳能电池活性层组分的区分与空间定位。利用互补的电子能量损失信号进行多模态成像，成功可视化了全部三种有机组分的空间分布。通过研究横向与截面形貌以及聚合物混合比例相关的形貌演变，我们获得了完整的形态学认知图景。最终建立了三元体系与参比二元体系在形貌、光物理过程及器件性能之间的关联，阐明了两者间功率转换效率（PCE）差异的成因。

    关键词： 器件性能、能量过滤透射电子显微镜（EFTEM）、形貌、透射电子显微镜（TEM）、三元有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 两种供体异构体通过非共价构象锁定形成的理想合金用于三元有机太阳能电池

    摘要： 基于合金模型的三元有机太阳能电池（OSCs）通过形态学优化同步提升光电流、并通过能级调控提高开路电压（Voc），在最大化器件性能改进方面具有巨大潜力。然而，合理设计兼容材料并构建有效合金仍具挑战。本研究设计合成了两种供体异构体BT-TO-ID和BT-OT-ID（其烷氧基团通过非共价构象锁定于不同位置），以获得"理想合金"。当组分在全范围内变化时，观测到三元共混物开路电压在二元共混物电压极限间呈线性可调，证实了三元共混物呈现理想合金特性。由于两种异构体间强相互作用，三元共混物中观察到面朝分子堆积与适宜相分离，这促进了电荷传输并抑制电荷复合。与基于BT-OT-ID的二元器件相比，三元共混器件性能分别获得76%和29%的显著提升。因此，本研究为三元OSCs中构建有效合金提供了潜在的分子设计策略。

    关键词： 开路电压，非共价构象锁定，合金模型，器件性能，分子堆积，相分离，三元有机太阳能电池，给体异构体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 具有形态调控空穴传输性能与增强紫外光稳定性的高性能三元有机太阳能电池

    摘要： 三元体异质结（BHJ）策略通过协同结合富勒烯与非富勒烯受体的优势，被视为提升有机太阳能电池（OSC）功率转换效率（PCE）的有效途径。本研究将富勒烯衍生物ICBA作为形貌调节剂引入非富勒烯体系PBDB-T-2F:BTP-4Cl（PM6:BTP-4Cl）中，制备出高性能三元OSC。无定形ICBA因其与BTP-4Cl相具有良好混溶性，倾向于均匀分布于BTP-4Cl相形成混合良好的受体畴，显著降低不利相分离导致的激子衰减损失并增强三元共混物的BHJ形貌稳定性。适量添加ICBA可诱导高效的远程福斯特共振能量转移至BTP-4Cl，并促进BTP-4Cl向PM6的超快空穴转移过程，从而提升实际器件的载流子生成效率。最终优化的三元OSC不仅实现平均PCE超过16.5%，更因紫外光捕获增强、电荷转移加速、载流子传输更平衡及纳米结构形貌更稳定，展现出优于二元对照器件的紫外光稳定性。该研究为同时提升高效三元OSC器件性能与抗紫外光性能提供了新思路。

    关键词： 空穴转移、非富勒烯、紫外光稳定性、三元有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 高性能赝平面异质结三元有机太阳能电池与非富勒烯合金受体

    摘要： 绝大多数三元有机太阳能电池是通过简单制备体异质结（BHJ）活性层获得的。由于给体和受体在垂直方向上分布不当，本文提出通过构建赝平面异质结（PPHJ）三元有机太阳能电池的新方法来更好地调控活性层形貌。该赝平面异质结三元有机太阳能电池（P-三元体系）采用顺序溶液处理技术制备，即依次旋涂给体与受体的混合共混物。结果表明，与三元BHJ体系的13.8%相比，该方法实现了更高的14.2%光电转换效率（PCE），其开路电压（Voc）为0.79 V、短路电流密度（Jsc）为25.6 mA cm?2、填充因子（FF）为69.8%。同时，通过一系列深入探索发现两种受体间可能形成合金化受体。本研究表明非富勒烯合金化受体在实现高效P-三元有机太阳能电池方面具有巨大潜力。

    关键词： 三元有机太阳能电池、顺序旋涂法、赝平面异质结、非富勒烯合金受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过增强电荷传输和降低能量损失实现三元有机太阳能电池超过15%的效率

    摘要： 本研究通过将两种受体PC61BM和ITC6-4F与聚合物给体PM6结合，展示了一种高效三元体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSC）。结果表明，添加PC61BM不仅提高了所得BHJ混合物的电子迁移率，还促进了激子解离，从而实现了更平衡的电荷传输并减少了陷阱辅助电荷复合。因此，与原始PM6:ITC6-4F器件相比，最佳三元OSC实现了15.11%的更高功率转换效率（PCE），同时提升了短路电流密度（JSC）、开路电压（VOC）和填充因子（FF）。所得VOC和FF是文献中报道的PCE超过15%的三元OSC中的最高值之一。这一结果表明，除了改善器件中的电荷传输特性外，将富勒烯衍生物作为受体的一部分还可以提高VOC，从而减少能量损失，实现高效的有机光伏。

    关键词： 能量转移、电荷传输、富勒烯衍生物受体、开路电压、三元有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过顺序逐层沉积实现可控形态的高性能三元有机太阳能电池

    摘要： 研究表明，三元混合光捕获材料是提高溶液法制备有机太阳能电池（OSCs）效率的潜在策略。然而，由于传统三元混合薄膜的形貌极难控制，其优化过程通常比二元体系更为复杂，从而限制了三元OSCs的性能潜力。本研究报道了一种通用策略：通过逐层沉积（LbL）方法，精准调控由聚合物给体与两种非富勒烯小分子受体组成的三元混合薄膜形貌，从而制备高性能OSCs。所得LbL薄膜形成双连续互穿网络结构，给体和受体材料均具有高结晶度，展现出高效的电荷产生、传输与收集特性。此外，三元LbL OSCs的功率转换效率（PCE）对第三组分受体的混合比例敏感性较低，为器件性能优化提供了更大空间。最终，采用PffBT4T-2OD/IEICO-4F:FBR、PBDB-T-SF/IT-4F:FBR和PM6/Y6:FBR体系的LbL OSCs分别实现了超过11%、13%和16%的优异PCE。本研究为开发形貌可控的高效三元OSCs提供了普适性指导方案。

    关键词： 顺序逐层沉积、非富勒烯受体、三元有机太阳能电池、高性能、形貌控制

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 偶极矩在基于一种聚合物给体和两种稠环电子受体的三元有机太阳能电池中的作用

    摘要： 基于稠环电子受体（FREAs）的三元有机太阳能电池（OSCs）因其简单的器件结构和宽吸收范围取得了显著进展并备受关注。要实现高效性能，三元OSCs中需要精细调控三个关键参数：吸收光谱、能级和形貌。本研究开发了一系列具有不同富电子核或缺电子端基的FREAs，并通过合理组合实现了高性能三元OSCs。通过系统研究六种三元OSCs，揭示了FREAs端基偶极矩这一新因素并深入探究其作用机制。这些三元共混物均展现出互补吸收和级联能级，有利于高效光捕获与电荷转移。对比研究同时证实，虽然器件性能存在显著差异，但形貌效应已被消除。初步结果表明，两种FREAs间兼容的偶极矩对三元共混体系至关重要——端基偶极矩差异显著的FREAs组合性能劣于偶极矩相近的组合，且偶极矩差异越大对器件性能的负面影响越明显。该有趣现象可能源于FREAs端基偶极矩的显著差异会大幅降低电子迁移率并导致空穴/电子传输失衡，从而增加电荷复合并降低电荷收集效率。这一发现表明设计三元OSCs时需考虑FREAs的偶极矩特性。

    关键词： 三元有机太阳能电池、形貌、偶极矩、电荷转移、稠环电子受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • ITC-2Cl：一种用于高效全光谱三元有机太阳能电池的通用中带隙非富勒烯受体

    摘要： 提高有机太阳能电池（OSC）功率转换效率的有效方法是采用由给体、受体和第三组分构成的三元架构。然而，为成功的三元OSC确定合适的第三组分并非易事。本研究证明，中带隙受体ITC-2Cl可作为多种宽带隙给体：超窄带隙受体二元体系（PBDB-T-2F:F8IC、PBDB-T-2F:IOIC-2Cl、PBDB-T-2Cl:IOIC-2Cl）的有效第三组分。通过引入与主体二元体系具有互补吸收特性、高LUMO能级且能抑制双分子复合的ITC-2Cl，光伏参数（包括VOC、JSC、FF和PCE）得到显著提升?；赑BDB-T-2Cl:ITC-2Cl:IOIC-2Cl的三元器件实现了14.75%的冠军效率（认证值为13.78%），能量损失极低至0.48 eV。这些结果为三元策略提供了关键见解，并促使人们重新评估和研究先前报道的中等性能光活性材料。

    关键词： 三元有机太阳能电池、非富勒烯受体、全色、能量损失

    更新于2025-09-19 17:13:59