背景简介
有机太阳能电池(OSCs)为可再生能源应用提供了一种有效的解决方案。然而，非辐射复合损耗(𝚫Enon-rad)仍然是限制其效率进一步提高的关键问题。在此，提出了一种源自高效L8-BO系统的OBO-4F。通过用烷氧基链取代并噻吩单元𝜷-位上的烷基链，L8-BO的大部分原始物理化学性质保留在OBO-4F中，同时调节分子堆积。将OBO-4F作为第三组分引入到D18/L8-BO二元系统中产生稀释三元器件(D18+OBO-4F/L8-BO+OBO-4F)，实现20.1%的功率转换效率(PCE)，优于先前开发的二元系统。值得注意的是，与D18/L8-BO二元对偶体相比，𝚫Enon-rad在稀释三元器件中显著降低，这是由于激子-振动耦合的抑制，导致其开路电压高达0.927 V。理论和实验分析表明，向L8-BO中添加OBO-4F可增强分子堆积并降低重组能，从而增加激子扩散长度并促进高效载流子传输。本研究表明，通过采用合理的第三组分分子设计，可以有效缓解𝚫Enon-rad的影响，同时进一步提升本已卓越的PCE性能。
正文图片
器件工艺
结构：ITO/PEDOT:PSS/Active layer/PNDIT-F3N/Ag
基底清洗：预先图案化的ITO涂层玻璃用去离子水、丙酮和乙醇在超声波清洗下依次清洗15 min，用紫外臭氧处理20 min
HTL界面：PEDOT:PSS(4000 rpm/30 s，150 ℃退火10 min)
活性层：①D18/D18+OBO-4F(6 mg/ml，CB，80 ℃搅拌2 h，2000 rpm/20 s，56 nm)；②L8-BO或OBO-4F或L8-BO+OBO-4F(10 mg/ml，CF，75 wt%的TTCl做固体添加剂，80 ℃搅拌2 h，2600 rpm/20 s)；③对薄膜100 ℃退火8 min，活性层厚100 nm
ETL界面：PNDIT-F3N(1.0 mg/ml，甲醇，3000 rpm/20 s)
电极：Ag(120 nm)，有效面积4 mm2，Mask面积3.24 mm2
期刊：Advanced Functional Materials
题目：Mitigating Nonradiative Recombination Loss Using Alkoxy-Substituted Third-Component Acceptor for 20.1%-Efficiency Organic Solar Cell
作者：Jiaying Wang, Wenkai Zhao, Yuyang Bai, Guankui Long, Bin Kan
接受日期:10 August 2025
原文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202514789
