有机光伏(OPV)和有机光催化剂的发展都集中在利用体异质结(BHJ)上。BHJ促进了电荷分离并提高了载流子寿命,但可能导致电荷陷阱增加,从而影响性能。
弗林德斯大学Mats R. Andersson、Xun Pan和阿德莱德大学Tak W. Kee等使用非富勒烯受体Y6和聚合物供体PIDT-T8BT,通过电子供体-受体(D-A)纳米颗粒(NP)和薄膜展示了高光催化和光伏性能。
本文要点:
(1)
与传统的D-A系统相比,PIDT-T8BT:Y6纳米颗粒中的电荷生成主要由Y6驱动,即使在1:50的低D:A质量比下也能实现高性能。低质量比下的高性能归因于PIDT-T8BT的无定形行为。低比率通常被认为比更常规的1:1比率产生更低的效率。然而,在D:A比为1:5时,OPV表现出最佳性能。类似地,用于光催化析氢的NP在1∶6.7的D∶A比率下显示出峰值性能。有趣的是,对于PIDT-T8BT:Y6体系,随着聚合物比例的增加,作者观察到光催化和光伏性能降低。非常规的D:A比率提供了更低的复合损失和更长的电荷载流子寿命,在体Y6中具有不中断的双极电荷传输,实现了比常规比率更好的性能。
(2)
这项工作报告了新型集光材料,随着D:A比率向1:1.2–1:1的常规比率发展,其性能由于不利的形态而降低。
参考文献:
A. Dolan, X. Pan, M. J. Griffith, A. Sharma, J. M. de la Perrelle, D. Baran, G. F. Metha, D. M. Huang, T. W. Kee, M. R. Andersson, Enhanced Photocatalytic and Photovoltaic Performance Arising from Unconventionally Low Donor–Y6 Ratios. Adv. Mater. 2024, 2309672.
DOI: 10.1002/adma.202309672
https://doi.org/10.1002/adma.202309672