固體添加劑在有機光伏(OPV)領域具有提升性能和穩定性的潛力。通過設計新型添加劑,可以優化聚合物給體的結晶性和小分子受體的相連續性,從而減少缺陷和電荷復合。
在此,杭州師范大學Lingling Zhan,Shouchun Yin,浙江大學Hongzheng Chen,Zhi-Xi Liu通過將三苯胺衍生物與非富勒烯受體終端單元結合合成了五種固體添加劑T1~T5。
文章要點
1)T5作為添加劑在PM6:Y6體系中表現出優異的性能。微觀結構表征表明T5顯著改善了分子堆積和面朝取向。原位吸收光譜、激子和電荷載流子行為測試表明T5促進聚合物預聚集,導致有序堆積,加速激子解離,抑制電荷復合,增加電荷遷移率。
2)通過T5優化,體系實現了更高的電致發光效率和更低的非輻射復合損失?;赥5優化的PM6/Y6的設備實現了18.89%的效率,同時保持了出色的穩定性。此外,T5在各種二元系統中表現出了卓越的多功能性,在PM6/L8-BO和PM6/BTP-eC9配置中均實現了19.6%的效率。
3)其適用性在大型模塊中得到了進一步證明,在面積為18.03 cm2的模塊中實現了16.23%的有效面積效率。這些結果強調了3D固體添加劑顯著提高OPV效率和穩定性的潛力,為未來的工業應用提供了寶貴的見解。
參考文獻
Zhongjie Li, et al, Three-dimensional Solid Additive Suppresses Non-Radiative Recombination Loss to Boost Efficiency and Scalability in Organic Photovoltaics, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE03394A.