实现理想的形态以实现有效的电荷产生和传输是提高全小分子有机太阳能电池(SM OSCs)光伏性能的必要途径。近日,中国科学院Li Yongfang、Zhang Zhanjun、Meng Lei、浙江师范大学Qiu Beibei通过混溶性调节和热退火诱导的分级形态使高效全小分子有机太阳能电池效率超过17%。
本文要点:
1) 作者基于新的小分子供体SM-mB和Y6及其衍生物L8-BO的合金化共混受体制备了三元SM OSC,并且通过调节热退火处理条件和活性层中混合受体的组成,成功地实现了具有适当纳米级相分离的分级形态。然后,三元SM OSC实现了17.06%的优异PCE , 这是迄今为止SM OSC的最佳结果之一。
2) 所需的形态归因于混溶性驱动的供体和受体共混形态的优化,其充分利用了两种受体的各自优势,这有助于以更平衡的电荷载流子迁移率有效地产生和提取电荷。三元SM OSCs的光伏性能对器件制造条件(包括热退火处理)具有很高的耐受性,并且对膜厚度不敏感,这有利于大面积制造和未来的实际应用。
Guo Jing et.al Miscibility Regulation and Thermal Annealing Induced Hierarchical Morphology Enables High-Efficiency All-Small-Molecule Organic Solar Cells Over 17% Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202300481