Over 14% effektivitet for ternære organiske solceller med 300 nm tykt aktivt lag

En tykfilm (300 nm) ternær OSC fremstilles ved at indføre phenyl-C61-smørsyre-methylester (PC61BM) i en PBDB-T-2Cl:BTP-4F-værtsblanding, da disse materialer præsenterer komplementær absorption og veltilpassede energiniveauer. Ved forsigtigt at optimere blandingsfilmens morfologi og forbedre ladningsbærerens mobilitet, over 14,3% effektivitet blev opnået for enheden baseret på PBDB-T-2Cl:BTP-4F:PC61BM.

Organiske solceller (OSC'er) har tiltrukket stor opmærksomhed på grund af deres fordele ved at lave store arealer og fleksible solpaneler gennem billige løsningsmetoder til løsning. For nylig, single-junction OSC'er med over 16% strømkonverteringseffektivitet (PCE) er blevet rapporteret. Imidlertid, fotovoltaiske ydelse af disse celler er meget følsom over for variationen i den aktive lagtykkelse, som er blevet anerkendt som en stor udfordring for praktisk anvendelse af OSC'er.

OSC'ers fotovoltaiske ydelse bestemmes af åben kredsløbsspænding (VOC), kortslutningsstrømstæthed (JSC) og fyldningsfaktor (FF). For det nuværende højeffektive ikke-fulleren-baserede system, effektiviteten af ​​OSC'er viser normalt et kraftigt fald i FF ved forøgelse af tykkelsen af ​​det aktive lag. Sådanne FF -fald er generelt forårsaget af dårlig og ubalanceret ladningstransport, hvilket resulterer i forbedret bimolekylær ladningskombination og dannelse af rumladning i tykkere film.

For nylig, Professor Jianhui Hou's gruppe i Institut for Kemi, Det kinesiske videnskabsakademi demonstrerede en tykfilm (300 nm) ternær OSC med en effektomdannelseseffektivitet på 14,3%. Denne fremragende fotovoltaiske ydeevne opnås ved at indføre phenyl-C61-smørsyre-methylester (PC61BM) i en PBDB-T-2Cl:BTP-4F-værtsblanding. De fandt ud af, at tilføjelsen af ​​PC61BM er nyttig til at forbedre hullet og elektronmobilitet, og letter dermed ladningstransport i de tykke aktive lag, hvilket fører til en forbedret effektivitet af OSC'er. Deres resultater illustrerer, at introduktion af et fullerenderivat som en tredje komponent er en let og effektiv strategi til at realisere effektive tykfilms-OSC'er.