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效率超16%!单组分非卤素溶剂处理的高性能有机太阳能电池

体异质结(BHJs)有机太阳能电池(OSCs)由于其在高通量印刷制造大面积太阳能电池板和彩色半透明器件方面的巨大潜力而受到广泛关注。近年来,由于非富勒烯受体(NFA)的快速发展,OSCs在功率转换效率(PCE)方面取得了长足的进步,表现出高光生电荷和分离效率、低能量损耗低、吸收光谱和能级可调等显著优点。最近,非富勒烯受体最重要的突破之一是Y6及其衍生物,这使单结OSCs的PCE增长了16%以上,并且在获得高性能组件方面显示出巨大潜力。

效率超16%!单组分非卤素溶剂处理的高性能有机太阳能电池

最近,华南理工大学黄飞教授,Kai Zhang通过使用TTPBT-CHO和EG-2F之间的Knoevenagel缩合反应合成了一种非富勒烯受体DTY6,用于有机太阳能电池(OSC)器件。 当DTY6与给体PM6混合时,DTY6基OSCs表现出优异的性能,在使用无卤溶剂邻二甲苯时,光电转换效率(PCE)超过16%。 相反,Y6基OSCs在邻二甲苯处理时表现出较差的器件性能(PCE<11%)。 详细的研究表明,由于Y6的过度聚集,在Y6基共混膜中出现了极大的畴,导致Y6向PM6的空穴转移效率低,增强了非辐射复合。 相反,DTY6基薄膜显示出更合理的畴尺寸,从而保证了从DTY6到PM6的有效空穴转移和低的非辐射复合。 在此基础上,采用刮涂法制备了无卤溶剂邻二甲苯加工的PM6:DTY6不透明和半透明大面积(活性层面积18 cm~2)器件,分别获得了14.4%和11.6%的优异PCE。

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