宁波材料所葛子义&杨道宾团队CEJ：双重FRET效应使三元有机太阳能电池具有高光电流密度和高填充因子

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前言回顾

最大化填充因子（FF）和短路电流密度（JSC）是进一步提高有机太阳能电池（OSCs）功率转换效率的最有效方法之一。近年来，三元策略逐渐吸引了研究人员的注意。三元活性层中的第三组分不仅增加了光捕获，而且优化了形貌，从而改善了JSC和FF。目前，最高效的三元OSCs中通常为D:A1:A2型，而D1:D2:A型三元OSCs效率超过18%的报道相对较少，因此开发该类高性能三元OSCs非常具有挑战性。

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文献简介

有鉴于此，近日，中国科学院宁波材料所葛子义研究员、杨道宾副研究员，国家纳米科学中心张建齐研究员等人为了进一步提高基于PM6:Y6的OSCs效率，设计并合成了两个分别带有3-己基绕丹宁（DB-1）和2-氰基乙酸丁酯（DB-2）缺电子端基的A-π-A’-π-A型共轭分子作为给体型第三组分。研究人员采用大的π-共轭二硫杂环己烯（DTS）单元作为π桥，而稠合二硫并苯并噻二唑（DTBT）则作为中心缺电子单元。光致发光（PL）和超快瞬态吸收光谱（TAS）结果显示，基于PM6:DB-1:Y6和PM6:DB-2:Y6的三元共混膜中可以发生双重FRET，这是首次在PM6:Y6体系中发现双重FRET效应。

此外，当将DB-1和DB-2引入PM6:Y6体系中时，由于DB-1/DB-2和Y6之间的优异的混溶性，可以抑制二元体系中Y6的过度自聚集。因此，与二元共混膜相比，三元共混膜表现出更小的纳米级相分离。因此，基于PM6:DB-1:Y6和PM6:DB-2:Y6的三元OSCs分别获得了27.92 mA cm-2和28.06 mA cm-2的高JSC ，高FF分别为0.779和0.775，均显著高于二元器件。这些结果表明，作为第三组分的A-π-A’-π-A型共轭分子可以实现更高性能的三元OSCs器件。

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文献总结

综上，该工作采用A-π-A’-π-A型共轭分子和双FRET效应同时提高OSCs的JSC和FF提供了一种新的有效方法。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》上，题为“Dual Förster resonance energy transfer effects enables high photocurrent density and high fill factor in ternary organic solar cells”。

本文关键词：有机太阳能电池，非富勒烯受体，光电流密度，三元器件，填充因子，能量转移。

转自：“有机钙钛矿光电前沿”微信公众号

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