在光伏电池领域,三元策略已被研发用以提高有机光伏的功率转换效率。其中,客体组件的位置起着关键作用,但很少有研究专门讨论这一问题。中国科学院青岛生物能源与过程研究所包西昌和李永海揭示了LA1作为客体受体在各种三元场景中的分布,并描述了管理客体分布和操作模式的主要驱动力。
本文要点
(1)研究发现,在主体和客体受体之间的相容性、结晶度和表面能的适当关系,以及供体和双受体之间界面相互作用的控制下,大多数LA1分子渗透到了主体受体相的内部,形成嵌入的主/客体类合金聚集体。该特征分布极大地优化了形貌,最大限度地提高了能量转移,并增强了激子/电荷行为。
(2)特别是,PM6:IT-4F:LA1三元电池展现出了高达15.27%的效率,而填充因子(FF)也超过了81%。推广研究进一步验证了LA1合金结构的优越性,其中以Y6家族受体为主体组分,获得了19.17%的优异效率。该研究结果突出了客体分布在三元体系中的重要性,并揭示了客体在三元电池中分布的控制因素。
Xiaoning Wang, et al. Embedded Host/Guest Alloy Aggregations Enable High-Performance Ternary Organic Photovoltaics. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202305652
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202305652