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南开陈永胜&万相见团队JMCA:通过设计和筛选子电池制备高效串联有机太阳能电池发表时间：2022-04-26 10:50作者：知研光电材料 导语：研究人员通过对子电池精心的设计和筛选，并使用全溶液处理的ICL，报道了一种效率高达18.67%串联OSC。南开陈永胜&万相见团队JMCA:通过设计和筛选子电池制备高效串联有机太阳能电池 更多光电前沿资讯和材料，可关注微信公众号“有机光电前沿”与“知研光电材料”。文中所涉及众多材料知研均有销售，详情请联系客服。 文献直通车请点击左下方链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。 1.前言回顾 尽管有机太阳能电池（OSCs）在过去几十年中取得了巨大进步，但有机材料的一些固有特性仍然限制了OSCs的光电转换效率（PCE）。例如，由于大多数有机材料通常具有较低的电荷迁移率和较窄的吸收窗口，因此活性层的厚度以及器件电流受到限制。另一方面，单结光伏器件的PCE受到Shockley-Queisser极限的影响，该极限独立于特定类型的材料。为了解决这些问题，有效的策略之一是开发串联电池器件，将两个或多个具有互补吸收光谱的电池堆叠在一起，这可以抑制单结OSCs的电荷传输损耗和热化损耗。 对于广泛研究的串联电池器件，理想条件下，总开路电压（VOC）是各子电池VOC值的总和，而短路电流密度（JSC）通常受到最小子电池的限制。为了追求高效率的串联OSCs，人们一直致力于寻找具有低能量损失以及具有高效和互补光吸收的子电池，以便同时获得串联电池的高VOC和JSC。另一方面，连接子电池的互连层（ICL）也对串联OSCs性能起着关键作用。由于真空蒸发过程复杂且成本高，串联器件制造应首先考虑溶液处理化的ICL。  2.文献简介 基于上述分析，近日，南开大学陈永胜教授、万相见教授研究团队通过对子电池精心的设计和筛选，并使用全溶液处理的ICL，报道了一种效率高达18.67%串联OSC。研究人员基于该团队近年来开发的具有芴核的非富勒烯受体，设计并合成了一种新型具有溴化噻吩端基的稠环宽带隙受体F-ThBr。该受体显示出730 nm的起始吸收，带隙（Eg）为1.70 eV。结果显示，基于D18:F-ThBr的单结器件PCE为13.03%，VOC高达1.089 V，JSC为16.68 mAcm-2，填充因子（FF）为71.69%。这些光伏参数确保了D18:F-ThBr可以作为串联OSCs的一个优秀候选前子电池。  另一方面，考虑到Y6系列单结OSCs的低能量损耗和高效率，在以PM6为给体的传统单结器件中，CH1007具有约1000nm的红外吸收，以及超过0.8 V的高VOC，因此研究人员选择PM6:CH1007:PC71BM体系作为后子电池。事实证明，在倒置结构中，相应器件获得了16.56%的最佳PCE，VOC为0.832 V，JSC为27.01 mA cm-2，FF为73.69%。最终，结合两个子电池，研究人员使用全溶液处理的ICL（PEDOT:PSS/ZnO/P4VP），构建了一个反向串联电池器件，实现了18.67%的高PCE，VOC为1.883V，FF为70.88%，JSC为13.99 mA cm-2。  3.文献总结 综上，该工作突出了VOC和JSC的重要性，并说明了设计和筛选子电池对于构建高效串联电池的有利之处。相关研究成果最新发表于国际著名材料期刊《Journal of Materials Chemistry A》上，题为“Tandem organic solar cells with 18.67% efficiency via the careful subcell design and selection”。 本文关键词：有机太阳能电池，串联电池，开路电压，短路电流密度。 4.材料推荐     |
