光诱导电荷产生过程及其对器件性能的影响是基于非富勒烯受体(NFA)的有机太阳能电池(OSCs)的关键问题。与光激发NFA的空穴转移(HT)相比,供体光吸收后的光诱导过程及其对器件性能的影响尚不清楚。在此,通过结合超快光谱和光伏表征,浙江大学朱海明报道了从光激发聚合物供体到Y6的超快(~80fs)和无损共振能量转移(FRET)。
本文要点:
1) 与富勒烯OSCs形成鲜明对比的是,效率超过65%的FRET过程之后是反向空穴转移(HT)过程,从而绕过直接电子转移过程,进而使其成为非富勒烯OSC中高效的电荷产生通道,尤其是对于基于Y系列NFA的OSC系统。
2) 这种协同的两步过程促进了光谱均匀光电流的产生,也通过抑制中间非发光CT激子的形成来降低非辐射复合能量损失。该研究强调了FRET的巨大潜力和HT的核心作用,并为设计高效OSC的FRET提供了新的指导。
Chen Zeng et.al Ultrafast energy transfer from polymer donors facilitating spectral uniform photocurrent generation and low energy loss in high-efficiency nonfullerene organic solar cells EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00602F
https://doi.org/10.1039/D3EE00602F