提高有机太阳能电池（OSCs）和有机光电探测器（OPDs）等有机光伏器件的寿命和光稳定性，对实现其最终产业化至关重要。
华南理工大学刘春晨，黄飞，曹镛等人设计合成了具有抗氧化剂叔丁基羟基甲苯（BHT）端基侧链的两个系列三元共聚物，PTzBI-EHp-BTBHTx和N2200-BTBHTx（x = 0.05、0.1、0.2）。研究发现，在共轭主链上掺入适当比例的苯并噻二唑（BT）与BHT侧链对聚合物的分子量、吸收光谱和能级的影响可以忽略不计，但会明显提高这些聚合物的光稳定性。因此，制备了全聚合物太阳能电池（all-PSCs）和光电探测器，并且基于PTzBI-EHp-BTBHT0.05：N2200制备的all-PSCs实现了接近10％的最优转换效率（PCE），优于基于原始PTzBI-EHp：N2200的器件。令人印象深刻的是，基于BHT特征的三元共聚物的all-PSCs在连续照射300小时后，PCE下降明显减缓，这是由于活性层的形态和光稳定性得到了改善。
基于BHT特征的三元共聚物的OPDs在−0.1偏压下实现了较低的暗电流，即使在照射超过400小时后也能保持稳定。本研究为开发具有抗氧化功效的三元共聚物以提高OSCs和OPDs的寿命提供了一种可行的方法。
a 化学结构
b、c 溶液和薄膜中的吸收光谱，d、e 聚合物给体PTzBI-EHpBTBHTx和聚合物受体N2200-BTBHTx的能级。
在连续光辐照环境下，PTzBI-EHp: N2200-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2) 混合薄膜的紫外-可见-近红外吸收光谱变化：a PTzBI-EHp: N2200，b PTzBI-EHp: N2200-BTBHT0.05，c PTzBI-EHp: N2200-BTBHT0.1 和 d PTzBI-EHp: N2200-BTBHT0.2。
a-d 为PTzBI-EHp-BTBHTx: N2200 (x=0, 0.05, 0.1, 0.2) 混合薄膜的AFM图像（5 μm×5 μm）
e-h 为PTzBI-EHp-BTBHTx: N2200 (x=0, 0.05, 0.1, 0.2) 混合薄膜的TEM图像（1 μm×1 μm）
图a PTzBI-EHp-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2): N2200和图d PTzBI-EHp: N2200-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2)，分别得到了PSCs的J-V特性。
图b PTzBI-EHp-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2): N2200和图e PTzBI-EHp: N2200-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2)，分别得到了PSCs的EQE曲线。
在惰性气氛下，经过300小时辐照后，图c PTzBI-EHp-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2): N2200和图f PTzBI-EHp: N2200-BTBHTx (x=0, 0.05, 0.1, 0.2)，分别得到了PCE曲线。
a、d OSCs的电荷解离效率P(E, T)。b、e 测量新制备OSCs的Voc与光强的关系。c、f 老化300小时后OSCs的Voc对光强的测量。
a 在黑暗条件下，OPDs的J-V曲线；b 本研究中从OPDs的Jd获得的特定探测率；c OPDs的Jd在经过多天老化后的稳定性；d OPDs设备老化后的PPG信号波动。
本文关键词：有机光伏；设备运行稳定性；全聚合物太阳能电池；有机光电探测器；抗氧化剂
转自：“有机钙钛矿光电前沿”微信公众号
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