AM：通过延长光生激子的寿命来提高有机太阳能电池的性能

Nanoyu

2020-11-09

激子寿命（τ）对于激子迁移到供体/受体界面以进行有机太阳能电池（OSC）的后续电荷分离至关重要。但是，目前人们很难实现明显延长τ。

近日，北京师范大学薄志山教授，徐新军副教授，中科院物理研究所李运良研究员报道了通过在含有非富勒烯受体3,9-双(2-亚甲基-((3-(1,1二氰基亚甲基)-6)/7-甲基)-茚满酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)二硫代[2,3-d：2'，3'-d']-s-茚满[[1,2- b：5,6-b']二噻吩（IT-M）的有源层中引入固体添加剂9-芴酮-1-羧酸（FCA），τ从491 ps显著延长到928 ps，同时荧光强度和量子产率也明显增加。

文章要点

1）基于时间分辨的瞬时红外光谱，研究人员首次观察到IT-M的电子激发态和FCA的电子基态之间存在分子间的振动耦合，其可以抑制内转换过程。在加入FCA后，基于IT-M的OSC显示出改善的短路电流和填充因子。因此，其功率转换效率得到显著提高，特别是对于大供体/受体比为1：4的器件，其效率提高了56%。

研究工作提供了一种新的方法，该方法也适用于其他非富勒烯受体，在不影响其形貌和光吸收性能的情况下进一步提高OSCs的性能。

Qingxin Guo, et al, Enhancing the Performance of Organic Solar Cells by Prolonging the Lifetime of Photogenerated Excitons, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202003164

https://doi.org/10.1002/adma.202003164