近期,我院庞淑婷老师在国际期刊iScience上发表题为“Efficient Ternary Organic Solar Cells with Suppressed Nonradiative Recombination via B‒N based Polymer Donor”的有机太阳能电池领域研究成果。其中,杭州电子科技大学(电子信息学院&碳中和新能源研究院)为论文第一单位,杭州电子科技大学庞淑婷特聘副教授、杭州电子科技大学严文生教授和华南理工大学段春晖教授为论文通讯作者。
有机太阳电池近年来快速发展,但是能量损失(Eloss)依然是进一步提升有机太阳电池器件效率的主要障碍。为了解决这一问题,本工作采用三元策略实现了能量损失的调控,提高了有机太阳电池器件效率。根据已有研究可知,B-N聚合物给体具有较高的E(T1)和较小的ΔEST的性质,可以抑制CT态重组、减少器件能量损失。因此,B-N聚合物给体PBNT-BDD加入到的高效的PM6:L8-BO二元组分中以构建三元有机太阳电池。经过添加比例和共混膜形貌优化,基于PM6:PBNT-BDD:L8-BO三元器件的光电转换效率实现了18.95%的高PCE,与二元器件相比,其开路电压(Voc)、短路密度(Jsc)都有所提高,Eloss由0.243 eV降至0.235 eV。这是基于B-N材料的三元器件中最高的PCE。这项工作获得了高性能有机太阳电池,拓宽了三元有机太阳电池器件的材料选择范围。