化學所侯劍輝AM：通過調節(jié)相變動力學提升高效有機光伏電池的光子利用效率

主要內容

光子利用效率是實現(xiàn)高效有機光伏（OPV）電池的關鍵。中科院化學所侯劍輝團隊通過調節(jié)給體和受體相變動力學，在基于PBQx-TCl:PBDB-TF:eC9-2Cl的系統(tǒng)中構建了多尺度纖維網(wǎng)絡形態(tài)，系統(tǒng)地研究了獨特的相變過程和晶體尺寸。

PBQx-TCl和eC9-2Cl在三元膜中形成直徑約為25nm的纖維結構。此外，由PBDB-TF組裝的細纖維均勻分布在PBQx-TCl和eC9-2Cl的纖維網(wǎng)絡上。理想的多尺度纖維網(wǎng)絡形態(tài)使三元器件能夠實現(xiàn)與二元器件相比更優(yōu)越的電荷轉移和傳輸過程，這些改進促進了光子利用效率提高。

研究團隊在單結OPV電池中實現(xiàn)了19.51%的高功率轉換效率，優(yōu)化的三元電池外部量子效率在500–800nm的波長范圍內超過85%。并且制作了一個具有超過20%優(yōu)良PCE的串聯(lián)OPV電池，以增加太陽光子吸收。本研究為構建理想的多尺度纖維網(wǎng)絡形態(tài)和提高OPV電池的光子利用效率提供了思路。

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