As pilhas solares orgânicas com faixa ajustável-altura da abertura, peso leve, flexibilidade e baixo custo são o sentido importante do desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica da geração nova. As pilhas solares orgânicas são limitadas pelas características do ' da absorção estreita do material orgânico, a película Two-Yuan da mistura é difícil conseguir a utilização espectral larga eficaz da energia solar, e há sempre uma fase de mistura (conducente à dissociação do excitan) e separação de fase (conducente à transmissão da carga) esta contradição fundamental, restringindo o desempenho de dispositivos fotovoltaicos orgânicos mais avanços. As pilhas solares orgânicas ternários mantêm uma única estrutura da pilha, na camada ativa Two-Yuan para absorver componentes complementares do terceiro, realça a absorção espectral.
Embora a bateria de três células tenha alcançado um certo sucesso, mas ainda enfrentar um desafio sério, o problema central é que o filme de mistura ternário é difícil conseguir um controle de morfologia clara e eficaz, a fim de garantir a alta eficiência da dissociação excitação e transmissão de carga, portanto, o desempenho da bateria de três células tem sido relatado para melhorar a baixa gama. Apoiada pela Fundação Nacional de ciência natural, Ministério da ciência e tecnologia e da Academia Chinesa de Ciências, Zhu Xiaowen, um pesquisador no laboratório de chave orgânica sólida do Instituto de química de CAS, desenvolveu tiofeno e tiofeno receptor fotovoltaico novo material (adv. Mater. 2017, 29, 1704510). Uma escolha razoável do sistema Two-Yuan, a formação de uma "estrutura graduada" da morfologia ativa tridimensional da camada, para alcançar um aumento significativo na eficiência de conversão fotoelétrica, explicando a forma do processo fotoelétrico e os parâmetros do dispositivo da influência decisiva, artigos relacionados publicados na revista de energia natural (Natureenergy, doi: 10.1038/
s41560-018-0234-9). Três misturas ternários foram selecionadas para a cristalização forte, o BTR material do doador da abertura da faixa larga, a cristalização fraca, o material do receptor do elétron de banda estreita e o PC71BM do receptor fulereno com agregação forte e propriedades excelentes do transporte do elétron, que deram forma à estrutura favorável do elétron do Gradient e à absorção A preparação otimizada do dispositivo, os três componentes acima em 300 nm a melhor espessura da película obteve o mais elevado 13,63% (média 13,2%) Eficiência de conversão fotoelétrica, o desempenho relativo dos dois componentes aumentou até 51% e 100%, que não é apenas o mais alto desempenho de todas as pequenas moléculas de células solares registro, é também o melhor desempenho da película grossa (﹥ 200nm) orgânicos células solares. Cooperam com a Universidade de Shanghai Jiaotong e o grupo de pesquisa relevante das universidades de Linköping, Suécia, e apresentar a nova morfologia da camada de ativos ternários da "estrutura graduada": o e BTR são altamente misturado para formar uma pequena fase de separação estrutura fina favorável para a carga de separação. A PC71BM formou uma estrutura de separação de fase em grande escala e uma acumulação face-on favorável na periferia das áreas de mistura de BTR e de. O pesquisador prova que o receptor de o de-o-de-o-o-que desempenha um papel importante no processo fotoelétrico, suprime o contato entre BTR e PC71BM, e faz com que os três componentes obtenham a tensão de circuito aberto de baixa perda equivalente a dois componentes (BTR:).
O PC71BM forma uma via de transmissão de elétrons de alta velocidade na camada ativa, efetivamente transportando os elétrons separados por ele para os eletrodos, garantindo assim uma alta eficiência quântica externa (eqes) e fator de enchimento (FF).
Em geral, este trabalho projeta e realiza a nova morfologia da camada ativa da bateria ternário orgânica, dá o jogo cheio às vantagens originais da molécula pequena e do receptor do elétron de fulereno em pilhas solares orgânicas, realiza a alta pressão, a corrente mais elevada e o fator de enchimento elevado, e fornece uma idéia nova para controlar a morfologia ativa da camada da bateria ternário orgânica. Figura 1.
Estrutura química, arranjo de nível de energia, espectroscopia de absorção e desempenho do dispositivo Figura 2.
