聚3-己基噻吩:非富勒烯太阳能电池中的量子效率损失和电压损失

聚3-己基噻吩(P3HT)以其合成工艺简单、成本低廉的优势,成为有机光伏领域中最具吸引力的电子给体材料之一。然而,目前P3HT:非富勒烯太阳能电池的光伏性能仍然较差。在本工作中,我们证明了与P3HT:富勒烯太阳能电池相比,较快的电荷转移态的非辐射衰减速率(K_(nr))是导致P3HT:非富勒烯太阳能电池中较低的量子效率和较高的电压损失的原因。然后,我们研究了基于非富勒烯受体ZY-4Cl的太阳能电池的工作机理。研究结果表明与P3HT:非富勒烯体系相比,P3HT:ZY-4Cl中K_(nr)的降低改善了器件的量子效率,同时降低了电压损失。K_(nr)降低的原因可以部分归因于电荷转移态能量的增加。此外,给体分子和受体分子之间的距离(DA间距)的增大也是K_(nr)减少的重要原因。因此,我们得出结论:为了提高P3HT太阳能电池的性能,需进一步降低器件的K_(nr),这可通过增加活性层中的DA间距来实现。