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受体-给体-受体非富勒烯有机太阳能电池中源于弱束缚激子解离的空穴转移

DOI：10.1021/acs.jpclett.9b02837 期刊：The Journal of Physical Chemistry Letters 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 基于受体-给体-受体（A?D?A）型非富勒烯受体（NFA）的高效有机太阳能电池（OSC）体异质结中，其底层空穴转移机制尚不明确。本研究通过超快光谱技术，探究了共轭聚合物给体J91与五种具有不同最高占据分子轨道能级偏移量（ΔEH，0.05?0.42 eV）的A?D?A型NFA之间的空穴转移过程。瞬态吸收光谱显示小ΔEH条件下存在快速空穴转移现象，表明克服激子结合能并不需要很大的能级偏移。电容-频率谱和时间分辨光致发光谱证实了A?D?A结构受体激子具有弱结合能的离域特性。相较于空穴转移速率，空穴转移效率才是影响器件性能的关键因素。我们提出空穴主要源自弱结合受体激子解离过程，这为A?D?A型NFA基有机太阳能电池的空穴转移机制提供了新见解。
作者： Peng-Qing Bi，Xiao-Tao Hao，Kang-Wei Wang，Wei Qin，Xiao-Yu Yang，Jian-Long Xia，Meng-Si Niu，Fei Chen，Kang-Ning Zhang，Xian-Jin Feng
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研究概述 实验方案

研究目的

研究受体-给体-受体（A-D-A）型非富勒烯受体（NFA）基有机太阳能电池（OSC）中的空穴转移过程，以理解其潜在机制及对器件性能的影响。

研究成果

该研究表明，基于A?D?A型非富勒烯受体的有机太阳能电池中，空穴转移主要源于弱束缚受体激子的解离，且空穴转移效率是影响器件性能的关键因素。这一发现为受体分子设计和有机太阳能电池性能优化提供了新思路。

研究不足

该研究聚焦于一组特定材料（J91给体和五种A?D?A受体），这可能限制研究结果对其他材料体系的普适性。此外，具体实验设备和详细实验条件未充分说明，可能影响实验可重复性。

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