非富勒烯受体(NFAs)已使有机太阳能电池(OSC)的功率转换效率超过19%。然而,由于过度的非辐射复合,OSC的开路电压相对于其光学间隙保持较低,这又限制了其性能。近日,剑桥大学Jeannine Grüne、Alexander J. Gillett、中南大学Yuan Jun考虑了OSC设计的一个重要方面,即管理非双子电荷复合后形成的三重态激子布居。
本文要点:
1) 通过对共混物PM6:Y11和PM6:Y6的比较,作者发现PM6:Y11中NFA结构的结晶度越高,并且导致三重态-三重态湮灭(TTA)的速率越高。这归因于Y11的基态偶极矩比Y6大四倍,进而改善了长距离NFA平面外排序。
2) 由于TTA将一部分非发射三重态转换为单重态,因此它可以减少非辐射电压损失。通过对1光照下重组过程的动力学分析,作者确定了一个可以提高OSC性能的TTA条件框架。
Lucy J. F. Hart et.al Understanding the Role of Triplet-Triplet Annihilation in Non-Fullerene Acceptor Organic Solar Cells Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202301357
https://doi.org/10.1002/aenm.202301357