Влияние термической обработки на оптические свойства активных слоёв на основе D18:Y6
Аннотация
В данной статье представлены результаты исследования, направленного на повышение эффективности полимерных солнечных элементов (ПСЭ). В исследовании были изучены оптические и фотовольтаические свойства донирного полимера D18 и акцептора Y6. Проанализированы спектры поглощения света, энергетические уровни и взаимное взаимодействие донорных и акцепторных материалов. Экспериментальные результаты показали, что полимер D18 обладает высокой способностью к поглощению света и фотоэлектрической эффективностью, а при формировании активного слоя совместно с акцептором Y6 удалось достичь коэффициента преобразования энергии (КПЭ) 15,7%. Кроме того, было установлено, что термическая обработка активного слоя в парах растворителя оказывает значительное положительное влияние на эффективность ПСЭ.
Ключевые слова:
Об авторах
Список литературы
Nur-E-Alam M, Islam MS, Abedin T, Islam MA, Yap BK, Kiong TS, Das N, Rahman MR, Khandaker MU. Current Opinion in Colloid Interface Science. 2025;101895.
Xu W, Chang Y, Zhu X, Wei Z, Zhang X, Sun X, Lu K, Wei Z. Organic solar cells based on small molecule donor and polymer acceptor. Chin Chem Lett. 2022;33:123–132.
Liu Y, Li B, Ma C-Q, Huang F, Feng G, Chen Q, Luo Q. Recent progress in organic solar cells (Part I: material science). Sci China Chem. 2022;65:224–268.
Li H, Lu K, Wei Z. Polymer/small molecule/fullerene based ternary solar cells. Adv Energy Mater. 2017;7:1602540.
Tang CW. Two-layer organic photovoltaic cell. Appl Phys Lett. 1986;48:183–185.
Yu G, Gao F, Heeger AJ. Polymer photovoltaic cells: Enhanced efficiencies via a network of internal donor-acceptor heterojunctions. Science. 1995;270:1789–1791.
Gasparini N, Salleo A, McCulloch I, Baran D. The role of the third component in ternary organic solar cells. Nat Rev Mater. 2019;4:229–242.
Lin Y, Wang J, Zhang ZG, Bai H, Li Y, Zhu D, Zhan X. An electron acceptor challenging fullerenes for efficient polymer solar cells. Adv Mater. 2015;27:1170–1174.
Yuan J, Zhang Y, Zhou L, Peng H, Johnson PA. Single-junction organic solar cell with over 15% efficiency using electron-deficient core. Joule. 2019;3:1140–1151.
Jeong SY, Woo HY, Wu Q, Zhang X, Yuan G, Zhang F. Layered optimization strategy enables over 17.8% efficiency. Chem Eng J. 2022;442:136368.
Gao J, Wang J, An Q, Ma X, Hu Z, Xu F. Over 16.7% efficiency of ternary organic photovoltaics by employing extra PC71BM. Sci China Chem. 2020;63:83–91.
Jiang M, Zhi H-F, Zhang. Controlling morphology and voltage loss with ternary strategy triggers efficient all-small-molecule organic solar cells. ACS Energy Lett. 2023;8.
Ma X, Zeng A, Gao J, Hu Z, Xu C, Son JH, Jeong SY, Zhang C, Li M, Wang K. Approaching 18% efficiency of ternary organic photovoltaics with wide bandgap polymer donor and well compatible Y6:Y6-1O as acceptor. Nat Sci Rev. 2021;8:nwaa305.
Zhang S, Ma X, Niu L, Jeong SY, Woo HY, Zhou Z, Zhang F. 18.66% efficiency of polymer solar cells employing two nonfullerene acceptors with fluorine or chlorine substitution. Sol RRL. 2023;7:2200957.
Gao J, Ma X, Xu C, Wang X, Son JH, Jeong SY, Zhang Y, Zhang C, Wang K, Niu L. Over 17.7% efficiency ternary-blend organic solar cells with low energy-loss and good thickness-tolerance. Chem Eng J. 2022;428:129276.
Fan Q, Lin FR, Ma W, Jen AK-Y. Selenium-fused Y6 derivatives and their derived polymerized small molecule acceptors for efficient organic solar cells. Sci China Chem. 2022;66:615–619.
Wang X, Sun Q, Gao J, Ma X, Son JH, Jeong SY, Hu Z, Niu L, Woo HY, Zhang J. Ternary organic photovoltaic cells exhibiting 17.59% efficiency with two compatible Y6 derivations as acceptor. Sol RRL. 2021;5:2100007.
Li X, Luo S, Sun H, Sung HH-Y, Yu H, Liu T, Lu X. Medium band-gap non-fullerene acceptors based on a benzothiophene donor moiety enabling high-performance indoor organic photovoltaics. Energy Environ Sci. 2021;14:4555–4563.
Gao J, Yu N, Chen Z, Wei Y, Li C, Liu T, Gu X, Zhang J, Wei Z, Tang Z. Over 19.2% efficiency of organic solar cells enabled by precisely tuning the charge transfer state via donor alloy strategy. Adv Sci. 2022;9:2203606.
Li G, Zhu R, Yang Y. Polymer solar cells. Nat Photonics. 2012;6:153–161.
Pan YQ, Sun GY. Star-shaped non-fullerene small acceptors for organic solar cells. ChemSusChem. 2019;12:4570–4600.
Zhao CC, Wang JX, Zhao XY, Yang RQ, Tang JG. Recent advances, challenges and prospects in ternary organic solar cells. Nanoscale. 2021;13:2181–2208.
Armin A, Li W, Sandberg OJ, Xiao Z, Ding LM, Nelson J, Neher D, Vandewal K, Shoaee S, Wang T, et al. A history and perspective of non-fullerene electron acceptors for organic solar cells. Adv Energy Mater. 2021;11:2003570.
Wang G, Melkonyan FS, Facchetti A, Marks TJ. All-polymer solar cells: Recent progress, challenges, and prospects. Angew Chem Int Ed. 2019;58:4129–4142.
Xiong J, Jin K, Jiang Y, Qin J, Wang T, Liu J, Liu Q, Peng H, Li X, Sun A. Thiolactone copolymer donor gifts organic solar cells a 16.72% efficiency. Sci Bull. 2019;64:1573–1576.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.