AM:有机光伏三元策略搭配可调宽带隙钙钛矿实现高效钙钛矿/有机叠层电池

来源:知光谷发布时间:2025-10-14 09:39:06

钙钛矿/有机叠层太阳能电池(P/OTSCs)备受关注,但有机底电池的近红外吸收不足以及与钙钛矿顶电池的兼容性差限制了其进一步发展。

本文青岛大学刘亚辉、路皓、四川大学赵德威和北京师范大学薄志山等人提出一种三元策略,将近红外吸收材料mBZS-4F与高结晶性L8-BO作为混合受体,与D18给体结合构建有机底电池吸收层。该方法将吸收边有效拓展至970 nm,同时保持低电压损失(0.54 eV)。通过优化L8-BO:mBZS-4F比例为2:1,实现了20.42%的优异能量转换效率和81.25%的填充因子。该组合策略与1.80、1.86和1.88 eV的宽带隙钙钛矿顶电池表现出良好的兼容性,所构建的P/OTSCs效率分别达到25.82%、25.50%和26.08%。

该工作表明,三元策略不仅有利于单结有机太阳能电池性能,也适用于多种宽带隙钙钛矿顶电池,为实现高效P/OTSCs提供了可行路径。

文章亮点:

  1. 三元受体协同拓宽吸收并降低电压损失通过引入近红外吸收材料mBZS-4F与高结晶性L8-BO构建合金受体相,将吸收边拓展至970 nm,同时将非辐射能量损失降至0.168 eV,实现高电流与高电压的平衡。
  2. 可编程带隙匹配策略实现广泛兼容性通过调节L8-BO与mBZS-4F比例,有机底电池带隙可在1.42–1.47 eV范围内连续调控,适配1.80–1.88 eV多种宽带隙钙钛矿顶电池,具备强通用性与容错性。
  3. 叠层器件效率突破26%,兼具优异稳定性最优P/OTSCs效率达26.08%,并在高温(50°C)与持续光照下保持80%以上初始效率,展示出良好的实用潜力。

N. Wei, Z. Gao, F. Qi, et al. “ Robust Organic Photovoltaic Ternary Strategy Pairing Tunable Wide-Bandgap Perovskites for Efficient Perovskite/Organic Tandems.” Adv. Mater. (2025): e08611.

https://doi.org/10.1002/adma.202508611


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