【引言】

最近幾年，三元策略已被證明是一個(gè)有效的策略去提升有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能。目前，第三組分普遍的選擇準(zhǔn)則是與二元主體系有著互補(bǔ)的吸收光譜，以促進(jìn)三元活性層對(duì)光子的捕獲。我們提出了一個(gè)新的策略去選擇第三組分制備高效率三元非富勒烯太陽(yáng)能電池：基于兩個(gè)二元子電池具有互補(bǔ)的光電參數(shù)。

【成果簡(jiǎn)介】

近日，北京交通大學(xué)張福俊課題組報(bào)道了一種新的策略去制備三元非富勒烯太陽(yáng)能電池。在這個(gè)工作中，非富勒烯電池被制備使用聚合物J71為給體材料，兩個(gè)帶隙幾乎相同的小分子IT－M、ITIC為受體材料。盡管兩個(gè)受體材料有著幾乎相同的帶隙，但所制備的兩個(gè)二元電池的光電參數(shù)有著較大差別。三元電池良好的繼承了兩個(gè)二元子電池的優(yōu)點(diǎn)，PCE由10．68％提升至11．60％。相關(guān)內(nèi)容以題為“TernaryNon－fullerenePSCswithPCEof11．6％byInheritingtheAdvantagesofBinaryCells”發(fā)表在了ACSEnergyLetters上。本文的第一作者為碩士生胡拯豪。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1．TOC圖

圖2．非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)和材料特性

（a）器件結(jié)構(gòu)；

（b）材料的分子式；

（c）J71、IT－M和ITIC薄膜的標(biāo)準(zhǔn)化紫外－可見(jiàn)吸收光譜圖；

（d）材料的能級(jí)。

圖3．最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件光電性質(zhì)表征

（a）100mWcm－2光照下最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的電流強(qiáng)度－電壓曲線；

（b）最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的外量子效率；

（c）不同ITIC含量器件薄膜的吸收光譜圖（插圖為IT－M，ITIC薄膜的吸收系數(shù)）；

（d）最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的光電流密度－有效電壓曲線。

圖4．最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件薄膜的光電性能

（a）不同光照強(qiáng)度下最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的短路電流強(qiáng)度結(jié)果及短路電流強(qiáng)度－光照強(qiáng)度線性擬合結(jié)果；

（b）不同光照強(qiáng)度下最優(yōu)二元和三元有機(jī)太陽(yáng)能電池器件的開(kāi)路電壓結(jié)果及開(kāi)路電壓－光照強(qiáng)度線性擬合結(jié)果；

（c）最優(yōu)二元和三元器件的空穴遷移率；

（d）最優(yōu)二元和三元器件的電子遷移率。

【總結(jié)】

該策略以兩個(gè)二元子電池具有互補(bǔ)的光電參數(shù)為選擇準(zhǔn)則，所制備的三元電池繼承了兩個(gè)二元子電池的優(yōu)點(diǎn)，其PCE提升近1個(gè)百分點(diǎn)。該策略的提出打破了傳統(tǒng)三元電池第三組分的選擇以吸收光譜互補(bǔ)為首要準(zhǔn)則的思想，有利于三元電池的進(jìn)一步發(fā)展。