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离域作用促进有机太阳能电池中的电荷分离
摘要： 过去三十年间，利用π共轭聚合物的有机太阳能电池（OSCs）因其重量轻、薄膜柔韧及低成本制造等潜在优势备受关注。然而其光电转换效率（PCE）始终远低于无机同类器件。电荷转移激子的成对复合是OSCs中的主要能量损失过程。本文综述了我们近期通过瞬态吸收光谱研究体异质结OSCs中成对复合现象的最新进展，包括聚合物结晶度对非富勒烯受体基OSCs中电荷产生与解离机制的影响，并首次展示了兼具高PCE与低光子能量损失的实例。本焦点评述特别强调了电荷波函数离域化对抑制成对复合的重要作用。
关键词： 聚合物结晶度、功率转换效率、有机太阳能电池、瞬态吸收光谱、解离机制、光子能量损失、π-共轭聚合物、电荷产生、非富勒烯受体、成对复合
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有可控结晶特性的萘二酰亚胺基三元共聚物，用于制备全聚合物太阳能电池中高电子迁移率和最佳共混形貌
摘要： 我们报道了一系列新型n型无规共聚物（P(NDI2OD-Se-Th x)，其中x=0、0.5、0.7、0.8、0.9、1.0），这些共聚物由萘二酰亚胺（NDI）、硒吩-2,2'-噻吩（Se-Th）和硒[3,2-b]噻吩（SeTh）组成，用于制备高效全聚合物太阳能电池（all-PSCs）和有机场效应晶体管（OFETs）。为研究聚合物结晶度对器件性能的影响，我们调节了P(NDI2OD-Se-Th x)中Se-Th与SeTh组分的比例，发现随着Se-Th比例升高，结晶性增强。因此OFET电子迁移率随Se-Th比例增加而提升，在P(NDI2OD-Se-Th 1.0)中达到最高值1.38×10?1 cm2 V?1 s?1。然而基于PBDB-T:P(NDI2OD-Se-Th x)的全聚合物太阳能电池性能与Se-Th比例呈非线性关系，其中P(NDI2OD-Se-Th 0.8)表现出最优性能，功率转换效率达8.30%。这归因于更高Se-Th比例下全聚合物共混物中更强的结晶驱动相分离。在P(NDI2OD-Se-Th 0.8)的最优结晶度条件下，全聚合物太阳能电池的相分离程度、畴纯度和电子迁移率均实现优化，从而增强了电荷产生与传输。本研究阐明了通过调控结晶性与电学性能来设计适用于高效OFETs和全-PSCs的功能性n型聚合物的结构-性能-效能关系。
关键词： 有机场效应晶体管、硒代[3,2-b]噻吩、聚合物结晶度、n型无规共聚物、硒吩-2,2'-噻吩、电荷产生、全聚合物太阳能电池、电荷传输、萘二酰亚胺
更新于2025-09-19 17:13:59