有机半导体有望成为高度灵活、可溶液处理的电子产品,在光伏和光电探测器应用中受到了广泛关注。然而,它们也存在激子结合能大和电荷传输能力差的问题,使其无法与传统的无机替代品相比。近日,武汉理工大学王涛、李伟将CsPbI2Br无机钙钛矿量子点(PQD)集成到尖端聚合物:非富勒烯光活性薄膜中,以提高光伏(PV)和光电探测(PD)器件的性能。
本文要点:
1) 从这些PQD到供体组件PM6有很强的能量转移,这导致光伏和PD器件的短路电流和光响应性得到改善,同时还发现了PQD和非富勒烯受体L8-BO之间的强化学相互作用,钝化了PQD的缺陷。
2) Mott-Schottky测量与电化学阻抗谱相结合,进一步阐明了在PQD的帮助下建立了一个更宽的耗尽区,这归因于PQD带来的形态变化和更大的介电常数,这是加速电荷传输和减少电荷复合的关键。通过集成PQD,PM6:L8-BO光伏器件的功率转换效率从18.8%提高到19.4%(D18:L8-BO的最大值为20.2%),而PD器件在-0.1 V下的暗电流也从1.5×10-5降低到9.6×10-7 mA cm-2,从而在770 nm下获得了6.5×1012 Jones的优良探测率。
Dawei Gao et.al CsPbI2Br Quantum Dots Integration for High Performance Organic Photovoltaics and Photodetectors EES 2025
DOI: 10.1039/D5EE00233H
https://doi.org/10.1039/D5EE00233H