Tener un intersticio de banda de saliente dispone de altura ajustable, ligero, flexible, de bajo costo células solares orgánicas es una dirección de desarrollo importante de la siguiente generación de la tecnología fotovoltaica. La célula solar orgánica se limita a las características de un material orgánico 'estrecho de absorción', la película mezcla binaria difícil de lograr un uso de amplio espectro eficiente de la energía solar, y siempre hay mezclado con (facilita la disociación de excitones) y la fase de separación (facilita el transporte de carga) sobre la base de esta contradicción, restringiendo el rendimiento del dispositivo fotovoltaico orgánico más avances. tribásico la célula solar para mantener una estructura de una sola célula, la introducción de la absorción complementaria tercer componente, el aumento de la absorción espectral capa activa binario. Aunque tres yuanes batería con cierto éxito, pero todavía se enfrenta a serios desafíos, el problema central es que para tres película elemento de mezcla es difícil de controlar con claridad y eficacia la morfología, para garantizar al mismo tiempo el transporte de disociación de excitones y la carga eficiente, y por lo tanto, se ha informado de tres yuanes menor aumento de rendimiento de la batería.
Con el apoyo de la Fundación Nacional Zirankexue, Ministerio de Ciencia y Academia China de Ciencias, la Academia China de Ciencias Instituto de Química, Laboratorio de investigadores sólidos orgánicos investigador Zhu Task Force Zhang mediante el desarrollo temprano de tiofeno y receptores fotovoltaicos basados en tiofeno nueva NITI materiales (Adv. Mater.2017,29,1704510), un sistema binario elección razonable, capa activa ternario se construye que tiene una morfología 'estructura jerárquica' para lograr una eficiencia de conversión fotoeléctrica mejorada significativamente de fotovoltaico ilustra el proceso de la morfología y los parámetros del dispositivo El impacto decisivo, el documento relacionado fue publicado en la revista Nature-Energy (DOI: 10.1038 / s41560-018-0234-9).
mezclas ternarias se seleccionaron película fuerte de cristal, un material donador de electrones de banda prohibida ancha del BTR, poco cristalino, NITI estrecho intervalo de banda y un material aceptor de electrones que tiene una fuerte agregación del receptor PC71BM fullereno y excelentes propiedades de transporte de electrones, se forma de tres estructura ventajosamente gradiente electrónico y una absorción de luz complementaria. dispositivo optimizado preparado por los tres componentes anteriores para conseguir el más alto 13,63 en el óptimo espesor de la película de 300 nm% (promedio 13,20%) la eficiencia de conversión fotoeléctrica, dos componentes de aumento de rendimiento relativa de hasta 51%, y 100%, lo que no sólo es el registro más alto rendimiento completo de moléculas pequeñas células solares, sino también el mejor desempeño de película gruesa (> 200 nm) de células solares orgánicas. que la cooperación conjunta relacionada con la Fuerza de Tarea de Shanghai Jiaotong University y la Universidad de Linköping, Suecia, hizo 'jerarquía' la nueva morfología de la capa activa ternario: mezclar altura NITI y BTR, propicio para la formación de la carga separada estructura de fases separadas bien, un PC71BM formado estructura de separación de fase y de frente ventajosa a gran escala en una zona de mezcla periférica BTR y NITI los investigadores de apilamiento demostraron receptores NITI juegan un papel importante en el proceso fotovoltaica, y que, por una parte, suprimir el PC71BM BTR contacto así obtenida tres componentes y dos componentes (BTR : NITI) correspondiente al voltaje de circuito de baja pérdida; PC71BM formado en la capa activa de la trayectoria de transporte de electrones de alta velocidad, la NITI electrónico separado transporta eficazmente a los electrodos, lo que se garantiza al mismo tiempo una alta eficiencia cuántica externa (EQEs) y factor de llenado (FF )
En general, el diseño y la implementación de una nueva morfología de trabajo tres yuanes batería capa activa orgánico, las pequeñas moléculas y el aceptor de electrones completo fullereno en un orgánicos ventajas únicas de células solares, mientras que el logro de un alto voltaje abierto, alta corriente Y alto factor de llenado, que proporciona una nueva idea para la regulación de la morfología de la capa activa de las células ternarias orgánicas.
Figura 1. Estructura química, disposición del nivel de energía, espectro de absorción y rendimiento del dispositivo
Figura 2. Diagrama esquemático de la estructura jerárquica y las estadísticas de rendimiento de las células solares orgánicas
