分会

第二十六分会：有机光伏材料与器件

摘要

电子给体/受体（D / A）异质结是有机光伏（OPV）中光电荷产生和复合的核心。开发D / A异质结修改的实用方法仍然具有挑战性，在OPV研究中很少讨论。我们提出了一种新的异质结掺杂策略，以修改界面能级，可以改善有机太阳能电池中的短路电流（Jsc）和开路电压（Voc）。我们研究了分子掺杂在D / A异质结上对电荷转移（CT）激子解离[1]和详细的能量损失[2, 3]的作用，并获得了掺杂对OPV性能的作用的新见解。我们提出，与主要有助于陷阱填充的体相掺杂[4]不同，平面异质结器件中的这种异质结掺杂策略反而会增加内置电势[5]，从而提高Voc和Jsc。此外，更重要的是，我们发现异质结掺杂可通过调节激子分离界面处的更高载流子密度来有效降低激子分离活化能[6]，从而提高Jsc。我们将活化能的变化归因于熵相关[7-9]的机制，这为激子分离的机制提供了重要的见解。这是在有机太阳能电池中应用熵相关机制以促进有效激子分离的首次演示。由于增加的内部电场和降低的活化能的共同作用，证实了CT激子的促进离解是Jsc增量的起源。对详细电压损失的估计表明，CT态能量的增大和非辐射复合的减少是Voc增加[3]的原因。同质结器件中仍具有的性能提升进一步证明了界面掺杂的巨大潜力，可以克服OPV中高Jsc和开路电压（Voc）之间的固有限制。在本文中，我们强调电子掺杂是OPV电荷产生机制的第三种途径，区别于调整分子结构和器件结构工程的常用策略。同时，期望对与熵有关的机制的基本理解和应用进行进一步的研究。

关键词

有机太阳能电池

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