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PCE超过14%的氯代小分子受体有机太阳能电池

第一作者:阚斌(南开大学)
通讯作者:陈永胜(南开大学)、候剑辉(中科院化学所)

成果简介:
作者制备了以PBDB-T-SF:NCBDT-4Cl为活性层材料的正向器件,并对器件制备工艺进行了探索优化。器件在不经过任何后处理时获得了13.1%的能量转换效率,这是目前文献报道中不经过后处理的最高器件效率;其开路电压为0.885 V,能量损失仅为0.52 eV。随后通过溶剂添加剂(DIO)和热退火对器件进行优化,发现当DIO的添加量为0.2%(v/v),再在110 oC进行热退火10分钟时,器件效率进一步提高至14.1%,其中开路电压为0.851 V,短路电流密度为22.35 mA cm-2,填充因子接近75%。基于该优化器件的能量损失也仅为0.55 eV。通过AFM、TEM和GIXD测试分析并对比发现,器件性能的提高主要是由于更加优化的活性层形貌和更高效的光电转换过程。


团队介绍:
陈永胜教授 自2003年起任南开大学特聘教授、南开大学纳米科学与技术研究中心主任。至今已在Science, Nature, Nature Photon., Nature Commun., Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Nano Lett., Adv. Mater. 等著名期刊上发表论文280余篇,其中40余篇入选ESI高被引论文(top 1%),5 篇入选“中国百篇最具影响国际学术论文”,总被引超过35000次,H因子87(2018年3月,Google Scholar),2014-2017年连续入选汤森路透全球高被引科学家名录。目前担任Carbon,Science China Chemistry,Science China Materials,2D Materials,Energy Storage Materials,《化学学报》等期刊编委。研究方向主要有:1)碳纳米材料,包括石墨烯和碳纳米管等的制备、修饰和应用;2)有机光电材料;3)新一代绿色能源器件,包括有机太阳能电池和超级电容器等。更多详情请见课题组主页:nanocenter.nankai.edu.cn。


参考文献:
Bin Kan, Huanran Feng, Huifeng Yao, Meijia Chang, Xiangjian Wan, Chenxi Li,Jianhui Hou* & Yongsheng Chen*. A chlorinated low-bandgap small-molecule acceptor for organic solar cells with 14.1% efficiency and low energy loss. Science China Chemistry, 2018, 

doi: 10.1007/s11426-018-9334-9

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCC/doi/10.1007/s11426-018-9334-9?slug=full%20text

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