【前沿技术】用发光受体分子提高非富勒烯有机太阳能电池效率

德国埃尔朗根-纽伦堡大学的研究人员分析了能级偏移对非富勒烯有机太阳能电池效率的影响，指出提高效率的关键是研发可发光的受体分子。

有机太阳能电池具有一定柔性，能大面积印刷，可为载具、建筑分布式供电，功率转换效率已达到16%，但与无机太阳能电池仍有一定差距。这种电池利用供体-受体界面的能级偏移产生载流子，很小的能级偏移就能增加开路电压，但相关原理仍不清楚。研究人员以非富勒烯为受体，苯并二噻吩与喹喔啉衍生物为供体，构建了4种不同能级偏移（0~300 meV）的有机太阳能电池。其中，能级偏移是通过对供体聚合物进行氟原子或硫原子官能化进行调节。研究发现，极小的能级偏移使受体的电荷迁移-局域激发平衡向局域激发态转变，降低了非辐射电压损失，提高了电池效率；具有长激子寿命的近红外发射器是提高有机太阳能电池效率的一项关键因素。

这项研究将为高效有机太阳能电池的设计研制提供理论参考。

（蓝海星）