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基于氟代喹喔啉的交替共聚物与烷基噻吩侧链修饰的非富勒烯受体实现了高能级电荷转移态及小能量偏移
摘要： 实现富勒烯衍生物基聚合物太阳能电池中快速高效的电荷分离是获得高功率转换效率（PCE）的先决条件。然而，光诱导空穴转移（PHT）和光诱导电子转移（PET）过程中较大的驱动力会导致显著的能量损失，从而降低器件的开路电压。最新研究表明，非富勒烯受体基器件中的驱动力可降至极低值，同时仍保持高PCE和低能量损失。本文报道了一种新型给体：受体体系，其电荷转移激子（ECT）具有1.50 eV的高能级和极小的驱动力（PHT为0.28 eV，PET为0.11 eV），其中采用氟化喹喔啉基交替聚合物（FTQ）和烷基噻吩侧链修饰小分子（ITIC-Th）分别作为给体材料和非富勒烯受体材料。经过适当热退火处理后，基于FTQ:ITIC-Th的器件成功实现了8.19%的高功率转换效率（PCE）和最大71%的外量子效率，表明FTQ可作为给体材料与其他高效非富勒烯受体结合，以实现性能提升和低能量损失。
关键词： 功率转换效率、驱动力、电荷转移态能量、聚合物太阳能电池
更新于2025-11-14 17:28:48
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基于铱配合物的有机三重态光伏器件中电压损失的研究
摘要： 基于单重态材料的有机光伏器件（OPVs）中的电压损失已被深入研究，而关于三重态材料基OPVs（T-OPVs）的研究报道却寥寥无几。为探究T-OPVs的电压损失，本研究合成了两种以扩展π共轭苯并[g]酞嗪配体为基础的同配型铱(III)配合物Ir(Ftbpa)3和Ir(FOtbpa)3作为唯一电子给体。通过将这两种给体与电子受体苯基-C71-丁酸甲酯（PC71BM）混合制备T-OPVs。在Ir(FOtbpa)3中插入氧桥作为柔性惰性d-间隔基后，其最低未占分子轨道（LUMO）和最高已占分子轨道（HOMO）能级较Ir(Ftbpa)3均略有升高，导致基于Ir(FOtbpa)3器件的电荷转移（CT）态能量（ECT）更低。然而，基于Ir(FOtbpa)3器件的开路电压（Voc）却达到0.88 V，高于Ir(Ftbpa)3器件（0.80 V）。为阐明该现象，研究对比了两种混合薄膜的形貌特征，排除了形貌因素的影响。进一步通过定量分析两种器件的辐射与非辐射复合过程发现，Ir(FOtbpa)3器件更高的Voc可归因于其辐射与非辐射复合损失的降低。
关键词： 电荷转移态能量、有机光伏器件、基于三线态材料的有机光伏电池、辐射与非辐射复合、铱(III)配合物、电压损失
更新于2025-09-12 10:27:22
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高效三元有机太阳能电池中的能量无序与活化能：以非富勒烯受体Eh-IDTBR为第三组分
摘要： 溶液法制备的三元有机太阳能电池（OSCs）在活性层中除给体/受体材料外还包含第三组分。制备三元OSCs主要考虑两种途径：(i)通过所选能拓宽和/或增强主体薄膜吸收的第三组分提高短路电流密度；(ii)通过添加具有不同结晶度的材料调节薄膜形貌以增加填充因子。然而关于三元OSCs中开路电压（VOC）、能量无序度、电荷转移态能量（ECT）和激活能改善的研究报道甚少。本文以PCE10:F8IC:Eh-IDTBR为活性层的三元OSCs为模型，除形貌外还考察了这些参数。研究发现三元器件中额外添加的Eh-IDTBR提高了三元混合物中受体相的结晶度；由于能量无序度降低，其VOC比参比器件高58 mV；因Eh-IDTBR与PCE10和F8IC均具有良好的混溶性，仅观察到50 meV的ECT差异；零场激活能低于参比器件。我们的发现为理解复杂的三元结构-电学性能关联提供了新思路。
关键词： 三元有机太阳能电池、电荷转移态能量、结晶相、能量无序性、活化能
更新于2025-09-11 14:15:04