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双重耦合工作机制实现具有宽组分容限的高效三元聚合物太阳能电池
Zhang, X., Shen, W., Ma, K., Huang, L., Belfiore, L., Tang, J.,
Solar Energy
Abstract
经过数十年聚合物太阳能电池的快速发展，越来越多的研究者从追求更高功率转换效率（PCE）转向研究满足未来商业化加工条件的性能特性。本研究通过在PBTA-PS:ITIC体系中引入PM6，制备出高效的D1:D2:A非富勒烯三元聚合物太阳能电池（PSCs）。凭借互补的光吸收、结构相容性、更优化的面朝上取向、改善的形貌及调控的能级，三元电池实现了11.91%的提升效率，其短路电流密度（JSC）达18.58 mA cm−2，填充因子（FF）为67.70%，均优于二元体系。需特别指出的是，该三元器件展现出宽组分容限与器件稳定性，满足大规模商业化制备条件。经系统分析，三元器件中存在FRET通道与电荷转移通道两种耦合工作机制，共同促进能量转移与激子解离。因此，本研究展示了一种制备高效双给体三元电池的简易方法，其具备宽组分容限、更高稳定性及双重工作机制，将进一步推动聚合物太阳能电池的商业化进程。