青岛动力所提醒有机太阳能电池中电荷传输新机制

有机太阳能电池(OSCs)因为具有轻量化、柔性、可溶液法大面积制备等长处，成为光伏范畴的重要研讨方向，尤其是2015年新式非富勒烯受体的呈现，推动了OSCs的开展。现在报导的绝大多数的高功能电池均是根据~100 nm的捕光层资料。但在面向使用的大面积器材的印刷制备中，OSCs捕光层厚度是关键问题。跟着膜厚的添加，捕光层内电荷的复合丢失显着添加，电池功率敏捷下降。此外，较薄膜厚的印刷制备会对设备和工艺的要求极为严苛。因而，开展新方法开发具有膜厚灵敏低的有机光伏资料关于OSCs的印刷制备及使用具有重要意义。

中国科学院青岛动力研讨所先进有机功用资料与器材研讨组在前期非富勒烯受体的新式侧链工程研讨基础上(Adv. Mater., 2019, 31, 1807832; Adv. Funct. Mater., 2020,30, 2007088等)，进一步系统研讨并深化提醒出烷基侧链的影响，完成了对分子堆积、捕光层描摹及电荷传输更为精密的调控。研讨发现，侧链烷基碳数纤细调控对共轭资料分子堆积方法有不同影响，在侧链碳数为5时的IDIC-C5Ph受体中存在独特的分子堆积，科研人员初次提出双通道电荷传输(TCCT)概念，可完成电荷更为高效的传输与提取。光伏功能结果表明，IDIC-C5Ph基器材最优条件下的填充因子(FF)可高达80.02%，是惯例有机光伏器材中的最高值之一。考虑到TCCT特性在电荷传输及按捺复合方面的优势，IDIC-C5Ph基器材跟着膜厚添加到307 nm时FF仍然高达75%，比美大多数报导的低膜厚器材数据;进一步添加到470 nm时，FF仍然大于70%，PCE到达13%。与之比照，惯例单通道电荷传输的IDIC-C4Ph器材，最优膜厚105 nm时具有较高的FF(78.05%)和转化功率，但跟着厚度添加FF显着下降(300 nm, FF=70.12%; 485 nm, FF=65%)。该结果表明，侧链诱导的TCCT特性赋予电池低的膜厚灵敏性，对大面积电池印刷制备具有重要意义。

相关研讨成果以Subtle Side Chain Triggers Unexpected Two-Channel Charge Transport Property Enabling 80% Fill Factors and Efficient Thick-Film Organic Photovoltaics为题，宣布在The Innovation上。论文榜首作者为副研讨员李永海，论文通讯作者为研讨员包西昌、阳仁强等人。研讨工作得到国家自然科学基金等的支撑。

有机分子双通道堆积及厚膜器材使用