RRL Solar：具有两个兼容的Y6衍生物的三元OPV，效率高达17.59％：RRLSolar：具有两个兼容的Y6衍

原标题：RRLSolar：具有两个兼容的Y6衍生物的三元OPV ，效率高达17.59％
【RRL Solar：具有两个兼容的Y6衍生物的三元OPV，效率高达17.59％】目前，基于高效的非富勒烯受体的有机光伏太阳能电池（OPV）已经取得了非凡的进步。通常来说，当使用Y6或其衍生物作为受体时，窄带隙聚合物作为给体时， OPV的光电转换效率（PCE）往往会超过16% 。在二元OPV的基础上，三元策略通过选择匹配良好的第三组分并采用适当工艺技术，在进一步提高OPV性能方面显示出巨大潜力。这是因为三元混合策略通过使用与主体材料互补吸收其它合适材料来增强活性层的光子捕获能力，从而改善有源层的光子收集。然而，所用材料的相容性在确定活性层的相分离中也起着至关重要的作用，具有良好相容性的两个给体/受体分子应当倾向于形成混合态，这有利于改善电荷分离和传输效率，要达到这样的目的也是非常具有挑战的一件事。

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近日，北京交通大学张福俊教授，重庆师范大学牛连斌教授，以及韩国高丽大学HanYoungWoo教授等人，设计了基于两种结构相似，可互溶的Y6衍生物(BTP-BO-4F ， Y6-1O)的OPV 。 BTP-BO-4F和Y6-1O具有相同的骨架结构，只不过是一个位点的烷基或烷氧基取代差别。通过将这两种分子作为受体，以PM6作为给体，可以制备出高性能的OPV 。研究结果显示，基于PM6:BTP-BO-4F ， PM6:Y6-1O的两个二元OPV均表现出较高填充因子（FF>76%），短路电流密度（JSC）分别为25.33mA/cm2与23.52mA/cm2和开路电压（VOC）分别为0.845V和0.904V 。二元OPV的高FF值表明相应材料具有良好的相容性，可以形成有效的电荷传输通道。

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研究人员进一步将Y6-1O作为第三种成分添加到基于PM6:BTP-BO-4F的二元OPV中，当Y6-1O含量为15wt%时，所制得的三元OPV的PCE高达17.59% ，这得益于处理后的材料提高的JSC为26.13mA/cm2 ， VOC为0.860V和FF为78.26% 。然而，随着Y6-1O的掺入不断增多，三元OPV的VOC逐渐增加，这说明BTP-BO-4F和Y6-1O之间具有良好的相容性，因此优选形成混合形态。同时， BTP-BO-4F和Y6-1O的级联能级可以在三元活性层中形成有效的电子传输通道，而Y6-1O的主要贡献可以概括为增强光子收集，优化相分离和调整分子排列。
总之，这项工作不仅探讨了两个良好相容的受体所具有的潜力，更为未来开发有效的三元OPV提供新的策略。相关研究成果发表在Wiley旗下的《RRLSolar》上，题为“TernaryOrganicPhotovoltaicCellsExhibiting17.59%EfficiencywithTwoCompatibleY6DerivationsasAcceptor” 。
文献地址：
https://doi.org/10.1002/solr.202100007
文中所涉及材料：
PM6（1802013-83-7）， Y6（2304444-49-1）， BTP-BO-4F（2389125-23-7）