Ayant un intervalle de bande de saillant comporte réglable en hauteur, léger, flexible, les cellules solaires organiques à faible coût est une orientation importante pour le développement de la prochaine génération de la technologie photovoltaïque. La cellule solaire organique est limitée à des caractéristiques « absorption étroite » un matériau organique, le film de mélange binaire difficile à réaliser une utilisation à large spectre efficace de l'énergie solaire, et il est toujours mélangé avec (facilite la dissociation des excitons) et séparation des phases (facilite le transport de charge) sur la base de cette contradiction, ce qui limite l'exécution ultérieure du dispositif photovoltaïque organique percées. Tribasic la cellule solaire afin de maintenir une structure de cellule unique, l'introduction du troisième composant absorption complémentaire, une meilleure absorption spectrale binaire couche active. Bien que la batterie trois yuan avec un certain succès, mais se heurte encore à de graves problèmes, le problème principal est que, pour trois film de mélange d'élément est difficile à contrôler de façon claire et efficace la morphologie, pour assurer simultanément la dissociation de l'exciton efficace et le transport de charge, et par conséquent, il a été rapporté trois yuans augmentation plus faible de la performance de la batterie.
Avec le soutien de la Fondation nationale Zirankexue, Ministère de la Science et de l'Académie chinoise des sciences, Académie chinoise des sciences Institut de chimie, Laboratoire de solides organiques chercheur chercheurs Zhu Zhang Groupe de travail à l'aide au développement précoce de thiophène et récepteurs photovoltaïques à base de thiophène nouveaux matériaux NITI (Adv. Mater.2017,29,1704510), un système binaire de choix raisonnable, la couche active ternaire est construit avec « structure hiérarchique » une morphologie à obtenir une efficacité de conversion photoélectrique nettement améliorée de photovoltaïque illustre le processus de la morphologie et de paramètres de l'appareil L'impact décisif, l'article connexe, a été publié dans la revue Nature-Energy (DOI: 10.1038 / s41560-018-0234-9).
des mélanges ternaires ont été sélectionnés film cristallin solide, un large matériau donneur d'électrons de la bande interdite du BTR, faiblement cristallin, fente étroite bande NITI et un matériau accepteur d'électrons ayant une forte agrégation du récepteur de PC71BM de fullerène et d'excellentes propriétés de transport d'électrons, est formé de trois structure électronique avantageusement gradient et une absorption de lumière complémentaire. dispositif optimisé préparé par les trois composants ci-dessus pour atteindre le plus haut 13,63 à l'épaisseur de film optimale 300nm% (moyenne 13,20%) de rendement de conversion photoélectrique, deux composantes augmentation des performances par rapport à 51%, et 100%, ce qui est non seulement le record de la plus haute performance pleine de petites molécules de cellules solaires, mais aussi la meilleure performance du film épais (> de 200 nm) cellules solaires organiques. ils en commun la coopération liée au Groupe de travail de l'Université Jiaotong de Shanghai et l'Université de Linköping, en Suède, a fait « hiérarchie » la nouvelle morphologie de la couche active ternaire: mélanger hauteur NITI et BTR, propice à la formation de la charge séparée structure fine à séparation de phase, une structure de séparation de phases formé PC71BM et de face à grande échelle avantageuse dans une zone de mélange périphérique BTR et NITI les chercheurs ont démontré des récepteurs d'empilage NITI jouent un rôle important dans le processus photovoltaïque, et qui, d'une part, à supprimer le contact BTR PC71BM ainsi obtenu trois composants et de deux composants (BTR : NITI) correspondant à la tension de circuit à faible perte; PC71BM formée dans la couche active de la trajectoire de transport d'électrons à grande vitesse, le NITI électronique séparé efficacement transporté vers les électrodes, assurant ainsi à la fois un rendement quantique externe élevé (de EQEs) et le facteur de remplissage (FF ).
Dans l'ensemble, la conception et la mise en œuvre d'une nouvelle morphologie de travail de trois yuans batterie couche active organique, les petites molécules et plein accepteur d'électrons fullerène dans une cellule solaire organique des avantages uniques, tout en réalisant une haute tension ouverte, courant élevé et un facteur de remplissage élevé, offrant une nouvelle approche pour la régulation de la morphologie batterie trois yuan couche organique active.
Figure 1. Structure chimique, disposition du niveau d'énergie, spectre d'absorption et performance du dispositif
Figure 2. Diagramme schématique de la structure hiérarchique et des statistiques de performance des cellules solaires organiques
