刘烽&朱海明ACS Energy Lett.:空穴转移影响有机太阳能电池中的电荷产生和器件运行

导语：通过将三个具有代表性的非富爱空间勒烯受体（ITIC等）与两个广泛使用的聚合物给体（PTQ10、PBDB-T）相结合，共获得了22种给受体共混物，并结合超快瞬态吸收（TA）光谱和光伏特性，甬温系统地研究了有机太阳能电池中的光诱导空穴转移（HT）过程。

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doi/10.1021/acsenergylett.1c01154

处男是什么意思1.前言

溶液化处理的体异质结有机太阳能鲍鱼怎么吃电池（OSCs）近年来得到了迅速发展，非富勒烯受体（NFA）的出现推动单绿色设计结器件的光电转换效率（PCE）突破18%。OSCs器件中的一个关键步骤是由给体/受体材料中的激发态（D*或A*）和电荷转移（CT）态之间的能量偏移进一步驱动活性层材料在界面上的电荷转移。相反，这种能量偏移（通常称为驱动力）在OSCs中占电压损失的很大一部分。因此，以最小的驱动力诱导有效的电荷分离同时获得高光电流和高电压至关重要。

事实上，目前关于驱动力如何控制空穴传输（HT）速率、效率和最终器件性能仍不清楚，与此相关的是Marcus电子转移模型是否能够提供合适的解释。除了能量学之外，形貌学包括畴尺寸、结晶顺序和相分离，也影响着载流子运输性质从而对器件性能起着关键性作用。理想的体异质结形貌应形美联储加息时间表成具有大界面区域和多尺度的双连续互穿网络，同时确保激子解离和载流子运输的有效性。

图1:相关给受体结构

2.简介

基于上述的因素，近日，上海交通大学刘烽uv光固化机教授团队与浙江大学朱海明研究员团队展开合作，结合超快瞬态吸收（TA）光谱和光伏特越南事件性，系统地研究了NFA OSCs中的光诱导HT过程。研究人员通过将三个具有代表性的NFAs系列与每天懂一点人情世故两个广泛使用的聚合物给体乳清蛋白粉相结合，共获得了22种给受体共混物，ΔGHOMO的范围从-0.34至0.42 eV。此外，他们还考虑了激发态和初末激子性质（−ΔGCV），从而估算了驱动力，−ΔGCV的范围迷语从-0.02至0.48 eV，同时对于所有共混物，HT速率在1.7×10e10 s-1和3.1×10e12 s-1之间。

图2:相关给受体共混物的瞬态吸收测试

随着驱动力的增加，HT速率增加了2个数量级以上。这表明OSCs共混物的HT过程以非绝热方式发生，驱动力通过降低活化能影响HT速率。除了HT速率强烈依赖于驱动力，HT效率则取决于HT过程和NFA固有激子弛湖北专利豫之间的竞争，只要驱动力超过50 meV，HT效率则可以超过80%，这就为更高效HT设定了一个重要阈值。这一类风湿性关节炎治疗研究结果解释了电池充电为什么在高效率的NFA OSCs中，一个小的驱动力就可以产生如此高的光电流。此外，多变量相关分析表明，驱动力和纳米级形貌共同决定了器件性能。驱动力和形态的解耦可以影响OSCs薄膜特性，有利于设铝镍钴计电子侵略性给受体混合物以及优化相分怎么卸载ie离和薄膜传输域。

图3:空穴转移速率模拟分析

3.总结

综上，该工作不仅从不同的方面展示了形貌和驱动力对器件性能的影响，证明了有效的空穴转移和有效的载流子运输是实现高PCE的关键参数，同时也为实现高效的NFA OSCs提供了重要的设计原则。相关研究成果现已发表在《ACS Ene李羽桐rgy Letters》上，题为“Marcus Hole Transfer Governs Charge Generation and Device Operation in Nonfullerene Org写字姿势anic Solar Cells”。

本文关键词：有机太阳能电池，非富勒烯受体，空穴转移，载流子运输，PTQ-10，PBDB-T。

4.材料

PBDB-T：1415929-80-4PTQ10：2269476-13-1ITIC：1664293-06-4IT-4F：2097998-59-7