非富勒烯有机太阳能电池研究进展:从器件物理到磁场效应

• 作者: 张彩霞 张湘鹏 张家豪 王恺
• 来源期刊: 发光学报
• 关键词: 非富勒烯有机太阳能电池 电荷分离与重组 能量损失 磁场效应 三线态受体材料
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 特邀报告|Invited Paper
• 页码范围: 1598-1613
• 页数: 16页
• 分类号: TM914.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.37188/CJL.20200314

摘要

非富勒烯受体(NFA)材料是现阶段非常受欢迎的有机光电材料之一.基于非富勒烯受体的有机体异质结(BHJ)太阳能电池发展迅速,其单结能量转换效率(PCE)现已达到18％.有机半导体中单线态与三线态在磁场作用下的相互转换会影响其电子-空穴的解离与复合,从而对光伏性能有一定的影响.此外,三线态激子寿命和扩散距离较长,三线态-电荷反应的几率较大,增加光电流,使得三线态材料对于光伏性能的提高具有一定的作用.因此,本文主要从以下几个方面对非富勒烯有机太阳能电池进行叙述,首先讨论了有机太阳能电池中电荷分离、重组及能量损失对开路电压的影响;其次总结了有机太阳能电池磁场下自旋依赖的光物理过程及三线态材料在有机太阳能电池中的应用,了解二者对提高光伏性能的影响;最后对有机光伏性能的进一步提高以及有机半导体磁场下的自旋问题进行了展望.