三元有機太陽能電池活性層形貌控制獲新進展

近日，從我國科學院處獲悉，該院研究所有機固體重點試驗室研究員朱曉張課題組科研人員利用前期發展的噻吩并噻吩類光伏受體新材料NITI（Adv．Mater．2017，29，1704510），合理選擇二元體系，構筑了具有“分級結構”的三元活性層形貌，實現了光電轉化效率的大幅提升，闡釋了形貌對光電過程和器件參數的決定性影響。

據悉，他們聯合上海交通大學和瑞典林雪平大學相關課題組合作，提出“分級結構”的三元活性層新形貌：NITI和BTR高度共混，形成有利于電荷分離的小相分離精細結構，PC71BM在BTR和NITI共混區外圍形成大尺度的相分離結構和有利的face－on堆積。研究者證明了NITI受體在光電過程中發揮了緊要用途，它一方面抑制BTR和PC71BM的接觸，使得三元器件獲得和二元器件（BTR：NITI）相當的低損耗開路電壓；PC71BM在活性層中形成了電子傳輸高速通路，將NITI分離的電子有效輸運至電極，從而同時保證了高的外量子效率（EQEs）和填充因子（FF）。

該工作設計并實現了有機三元電池活性層新形貌，充足發揮了小分子和富勒烯電子受體在有機太陽能電池中的神奇優點，同時實現了高開壓、高電流和高填充因子，為有機三元電池活性層形貌調控供應了新思路。

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