有机异质结(BHJ)中的短载流子扩散长度(Ld)(100-300 nm)阻碍了有机太阳能电池(OSCs)功率转换效率(PCE)的进一步提高，特别是对于与工业溶液工艺匹配的厚膜(>400 nm)器件。

近日，中科院化学所Yuze Lin，Chunru Wang，华东理工大学Shuang Yang通过在有源层中引入富勒烯液晶F1，发展了一种简单的方法来有效地提高半导体激光器的激光二极管效率，进而改善有机半导体的光子发射效率。

文章要点

1）F1结合了富勒烯固有的高电子迁移率和液晶强大的自组装能力，为电荷-载流子传输提供了快速通道，并通过促进结晶降低了BHJ薄膜中的能量无序和陷阱密度。

2）典型地，PM6：Y6：F1 BHJ获得了增强的载流子迁移率(>10^-2 cm^-2 V^-1 s^-1)和延长的载流子寿命(55.3 µs)，分别实现了1.6 µm和2.4 µm的电子或空穴记录LD，远远高于PM6：Y6二元样品的记录LD，与CuInxGa(1-x)Se2(CIGS)和钙钛矿薄膜等无机/杂化材料的记录LD相当甚至更好。

3）得益于微米级的LD，PM6：Y6：F1三元OSCs保持了15.23%的PCE，有源层厚度接近500 nm。

参考文献

Fuwen Zhao, et al, Fullerene-Liquid-Crystal Induced Micrometer-Scale Charge-Carrier Diffusion in Organic Bulk Heterojunction, Adv. Mater..

DOI: 10.1002/adma.202210463

https://doi.org/10.1002/adma.202210463