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通过强红外吸收窄带隙受体实现高性能叠层有机太阳能电池
Jia, Z., Qin, S., Meng, L., Ma, Q., Angunawela, I., Zhang, J., Li, X., He, Y., Lai, W., Li, N., Ade, H., Brabec, CJ., Li, Y.,
Nature communications
Abstract
叠层有机太阳能电池采用单片集成两个电池单元的器件结构，以拓宽整体吸收光谱并更高效利用光子能量。本研究通过在小分子受体Y6的核心与端基间插入双键的简易策略，延长其共轭长度并扩展吸收范围，成功合成出光学带隙为1.21 eV的新型窄带隙受体BTPV-4F。以BTPV-4F为受体的单结器件实现了超过13.4%的功率转换效率，并具备28.9 mA cm-2的高短路电流密度。采用BTPV-4F作为后电池受体材料时，叠层器件达到超过16.4%的转换效率且具有良好光稳定性。结果表明BTPV-4F是一种高效的红外吸收窄带隙受体，在叠层有机太阳能电池中具有重要应用潜力。