太陽(yáng)能的新紀(jì)元：TCB-ISM在有機(jī)太陽(yáng)能電池中實(shí)現(xiàn)突破性的19.31%效率

本文重點(diǎn)：

1. TCB-ISM策略成功提高有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率：研究人員使用四氯苯（TCB）作為添加劑，發(fā)現(xiàn)TCB-ISM策略可以改善活性層的形態(tài)，增加結(jié)晶度并平衡電荷傳輸，從而提高功率轉(zhuǎn)換效率。

2. TCB-ISM策略在各種有機(jī)太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中具有廣泛適用性：研究中的五種不同有機(jī)太陽(yáng)能電池系統(tǒng)均顯示，經(jīng)過(guò)TCB處理的器件在光伏性能上優(yōu)于經(jīng)過(guò)DIO處理的器件。這凸顯了TCB-ISM策略在光伏行業(yè)實(shí)際應(yīng)用中的潛力。

      近年來(lái)，由于低成本、輕便和靈活的能源生成潛力，有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSCs）吸引了廣泛的關(guān)注。加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）材料科學(xué)與工程系的楊揚(yáng)教授和智能能源研究所（RISE）電子與信息工程系的李剛教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，包括傅杰豪、黃介思等人，進(jìn)行了一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究，實(shí)現(xiàn)了的19.31%功率轉(zhuǎn)換效率（PCE），為二元有機(jī)太陽(yáng)能電池創(chuàng)下了新紀(jì)錄。這一非凡成果得益于創(chuàng)新的四氯苯誘導(dǎo)中間態(tài)管理（TCB-ISM）處理方法。值得注意的是，19.31%的PCE值已由光焱科技光電校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室獨(dú)立認(rèn)證，達(dá)到了18.93%的效率。

      研究人員探索了各種給體-受體（D:A）混合物和處理?xiàng)l件，以優(yōu)化有機(jī)太陽(yáng)能電池的分子堆疊和形態(tài)。與傳統(tǒng)處理方法（如使用溶劑添加劑1,8-二碘辛烷[DIO]）相比，新穎的TCB-ISM技術(shù)顯著提高了有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能和穩(wěn)定性。TCB-ISM處理中觀察到的非單調(diào)中間態(tài)轉(zhuǎn)變促進(jìn)了更有序的分子堆疊和改善的電荷傳輸，從而實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的PCE。

     研究團(tuán)隊(duì)使用了光焱科技的先進(jìn)分析設(shè)備—傅里葉變換光電流光譜儀（FTPS，PECT-600）和鈣鈦礦與有機(jī)光伏Voc損失分析系統(tǒng)（REPS，ELCT-3010）。這些設(shè)備使研究人員能夠準(zhǔn)確測(cè)量有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能和能量損失參數(shù)，確保其結(jié)果的可靠性。

     此外，該研究通過(guò)將TCB-ISM策略應(yīng)用于其他五個(gè)有機(jī)太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，包括全小分子系統(tǒng)（BTR-Cl:Y6）和各種聚合物：非富勒烯體系（PBDB-T:ITIC，PBDB-T-2Cl:IT-4F，PM1:BTP-eC9和PM6:BTP-eC9），展示了TCB-ISM策略的多功能性。在所有情況下，經(jīng)過(guò)TCB-ISM處理的器件表現(xiàn)出比經(jīng)過(guò)DIO處理的對(duì)應(yīng)器件更出色的光伏性能。特別是PM1:BTP-eC9和PM6:BTP-eC9體系分別實(shí)現(xiàn)了19.10%和19.31%的PCE，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了TCB-ISM在推動(dòng)有機(jī)太陽(yáng)能電池技術(shù)方面的潛力。

    除了改善的PCE之外，經(jīng)過(guò)TCB-ISM處理的器件還展示了增強(qiáng)的穩(wěn)定性，其中基于PM6:BTP-eC9的有機(jī)太陽(yáng)能電池在經(jīng)歷了1000小時(shí)的模擬1太陽(yáng)光照壓力測(cè)試（在最大功率點(diǎn)[MPP]處進(jìn)行）后，仍保持其初始效率的78%。這種增強(qiáng)的穩(wěn)定性歸因于TCB-ISM誘導(dǎo)的均勻分子聚集和更高的結(jié)晶度，以及混合膜中不存在殘留的TCB。

      綜上所述，這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性研究展示了TCB-ISM處理在實(shí)現(xiàn)有機(jī)太陽(yáng)能電池創(chuàng)紀(jì)錄功率轉(zhuǎn)換效率方面的巨大潛力。通過(guò)利用恩利科技的先進(jìn)分析設(shè)備，包括FTPS（PECT-600）和REPS（ELCT-3010），研究人員能夠準(zhǔn)確表征和優(yōu)化這些創(chuàng)新有機(jī)太陽(yáng)能電池的性能。隨著持續(xù)的研究和發(fā)展，TCB-ISM策略可能為下一代高效、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的太陽(yáng)能解決方案鋪平道路。