Nature Commun:有机太阳能电池衰减机理
纳米技术 纳米 2021-01-27

对于商业化有机光伏电池而言,稳定性是其中最为关键的因素,从稳定性角度而言,抗水/氧等外部整体稳定性、处于惰性环境的内部对光/热等条件的稳定性都是必须达到的要求。三重态是目前已知的导致以上问题的原因,导致形成单线态氧/富勒烯二聚。这种单线态氧/富勒烯二聚通常被认为能够非淬灭单重态激子,和系间窜跃ISC(intersystem crossing)。但是,德国太阳能电池巨头合力泰克(Heliatek GmbH)公司Ivan Ramirez、牛津大学Moritz Riede等报道了发现体相异质结(BHJ)太阳能电池中,通过C60中电荷转移态向激发态三重态的空穴反向传输(BHT,back-hole transfer)是导致C60光作用中降解的首要原因

本文要点:

(1)

作者通过静态光电测试、时间分辨ESR、变温瞬态吸收等方法进行验证。发现BHT现象是比ISC更加严重的现象,因为BHT过程无法通过改进激子淬灭过程进行弥补。

(2)

BHT现象不仅仅局限在C60中,作者认为在设计更加稳定的有机光伏电池过程中,电子、空穴的反向转移导致的BHJ降解现象需要受到更加关注。

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参考文献

Ramirez, I., Privitera, A., Karuthedath, S. et al. The role of spin in the degradation of organic photovoltaics. Nat Commun 12, 471 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-020-20601-6

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20601-6


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