固体添加剂在有机光伏(OPV)领域具有提升性能和稳定性的潜力。通过设计新型添加剂,可以优化聚合物给体的结晶性和小分子受体的相连续性,从而减少缺陷和电荷复合。
在此,杭州师范大学Lingling Zhan,Shouchun Yin,浙江大学Hongzheng Chen,Zhi-Xi Liu通过将三苯胺衍生物与非富勒烯受体终端单元结合合成了五种固体添加剂T1~T5。
文章要点
1)T5作为添加剂在PM6:Y6体系中表现出优异的性能。微观结构表征表明T5显著改善了分子堆积和面朝取向。原位吸收光谱、激子和电荷载流子行为测试表明T5促进聚合物预聚集,导致有序堆积,加速激子解离,抑制电荷复合,增加电荷迁移率。
2)通过T5优化,体系实现了更高的电致发光效率和更低的非辐射复合损失。基于T5优化的PM6/Y6的设备实现了18.89%的效率,同时保持了出色的稳定性。此外,T5在各种二元系统中表现出了卓越的多功能性,在PM6/L8-BO和PM6/BTP-eC9配置中均实现了19.6%的效率。
3)其适用性在大型模块中得到了进一步证明,在面积为18.03 cm²的模块中实现了16.23%的有效面积效率。这些结果强调了3D固体添加剂显着提高OPV效率和稳定性的潜力,为未来的工业应用提供了宝贵的见解。
参考文献
Zhongjie Li, et al, Three-dimensional Solid Additive Suppresses Non-Radiative Recombination Loss to Boost Efficiency and Scalability in Organic Photovoltaics, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE03394A.