昆士兰大学团队最新AFM:从受体转变为FRET 供体:有机太阳能电池结构如何改变发色团的作用

文摘   2025-01-19 18:31   瑞士  

三元有机太阳能电池(OSC) 中的第三个组件通常被选择来最大化太阳光谱的吸收。基于此,昆士兰大学Paul E. Shaw & Paul L. Burn团队研究了稠环非富勒烯受体2,2′-[({4,4,9,9-四正辛基-4,9-二氢-s-吲哚[1,2-b:5,6-b']二噻吩-2,7-二基}双{苯并[c][1,2,5]噻二唑-7,4-二基})双(甲烷亚甲基)]二丙二腈 (o-IDT-BT-DCV) 在二元和三元 OSC 中的应用,相关成果发表于Advanced Functional Materials期刊。以o-IDT-BT-DCV 为受体、以 PM6 为供体的优化二元器件的最大功率转换效率 (PCE) 为 10.8%。将 o-IDT-BT-DCV 掺入供体:受体PM6:Y6 混合物中,可得到最大 PCE 为 16.2% 的三元 OSC。飞秒瞬态吸收光谱 (fs-TAS)、瞬态光电压 (TPV) 和瞬态光电流(TPC) 测量相结合表明,三元混合物中的o-IDT-BT-DCV 并不表现为受体。相反,它通过亚皮秒能量转移过程向Y6 产生电荷载流子,然后通过PM6 的光诱导空穴转移机制和/或 Y6 相内的自发激子解离。发现封装的三元混合物器件比二元混合物太阳能电池更稳定。在 1 个太阳照射和最大功率点 (MPP) 跟踪下,不包括初始老化损失,三元器件在1200 小时内保留了其MPP 的约 80%,而 PM6:Y6 器件保留了40%。
论文信息:H. Jin, N. Mallo, G. Zhang, O. Lindsay, R. Chu, M. Gao, S. McAnally, I. M. Etchells, P. L. Burn, I. R. Gentle, P. E. Shaw, Switching From Acceptor to FRET Donor: How the Organic Solar Cell Architecture Can Change the Role of a Chromophore. Adv. Funct. Mater. 2025, 2420416. https://doi.org/10.1002/adfm.202420416
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