在三元有机体异质结中利用聚集诱导发光机制，实现高效钙钛矿-有机串联太阳能电池

摘要

钙钛矿-有机串联太阳能电池（TSCs）因其高功率转换效率（PCE）和优异的稳定性而受到广泛关注。然而，其发展受到了有机子电池较大开路电压（V_OC）缺陷的严重阻碍，这主要是由于严重的非辐射复合现象造成的，而这种现象与电致发光量子效率（EQE_EL）和光致发光量子产率（PLQY）密切相关。主流的非富勒烯分子由于聚集引起的淬灭（ACQ）效应而表现出较低的PLQY。在这项研究中，研究人员设计了一种具有三维转子立体结构的聚集诱导发光（AIE）活性分子（TPE-BTA3），其PLQY高达68%。当TPE-BTA3被引入到二元有机太阳能电池（OSCs）中时，它不仅显著提高了合金受体的PLQY，还增强了近红外光子的利用效率，从而显著提升了开路电压（V_OC）和短路电流（J_SC）。通过将这种优化后的三元有机体异质结与宽带隙（1.85 eV）钙钛矿集成在一起，构建的钙钛矿-有机TSCs实现了26.5%的转换效率（经认证为25.8%）。这项工作在高效率光伏技术和AIE分子设计理念之间架起了一座桥梁。