氧化石墨炔提升界面电荷传输及分离以构筑高效二元有机太阳能电池器件(英文)

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单位Science Center for Material Creation and Energy Conversion, Institute of Frontier and Interdisciplinary Science, Shandong University;Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences;Department of Physics and Applied Optics Beijing Area Major Laboratory, Center for Advanced Quantum Studies, Beijing Normal University;MOE Key Laboratory of Cluster Science, Beijing Key Laboratory of Photoelectronic/Electrophotonic Conversion Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology;
来源Science China(Materials)
出版年2022
期号10
摘要
通过界面工程调节载流子动力学是提高太阳能电池器件效率的关键方式.在本工作中,我们成功制备了具有大量官能团的高分散性氧化石墨炔(GDYO),并将其应用于优化空穴传输材料PEDOT:PSS的性质以制备有机太阳能电池器件.结果表明, GDYO与PEDOT:PSS之间的π–π相互作用有利于优化电荷转移通道,提高空穴传输层的电导率和载流子迁移率.此外,界面接触的改善有助于抑制电荷的复合,提高空穴传输层和活性层之间的电荷提取.同时,活性层的形貌得到有效改善,瞬态吸收测试结果证实这有利于载流子分离率的提升,进而提高器件性能.因此,通过对载流子动力学的系统性优化,二元有机太阳能电池的光电转换效率达到17.5%,认证效率达到17.2%.本工作结果表明功能化石墨炔在有机光电器件领域具有广阔的应用前景.

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