Forskare vid Institute for Molecular Science i Japan rapporterar att organiska solceller (OSC) med hög rörlighet och mycket kristallina donator- (D) och acceptor (A) -material kunde minska en förlust av öppen kretsspänning (VOC). Ursprunget för den höga VOC var att det högkristallina D/A -gränssnittet minskade energiförlusten relaterad till laddningsrekombination. Resultaten visar att noggrann design av D/A -gränssnittet möjliggör höga effektomvandlingseffektiviteter i OSC:er.

Effektomvandlingseffektiviteten hos organiska solceller (OSC) baserade på blandningar av elektrondonatorer (D) och acceptor (A) halvledande material överstiger nu 16 procent. Dock, det är fortfarande lägre än för högeffektiva oorganiska SC, såsom GaA. Laddningseffektiviteten i OSC är numera nästan 100 procent, Därför är minskning av energiförlusten i utspänningen avgörande för att ytterligare effektivisera organiska solceller.

Gruppen av biträdande professor Seiichiro Izawa och professor Masahiro Hiramoto vid Institute for Molecular Science i Japan rapporterar att OSC:er med hög rörlighet och mycket kristallina donatorer (D) och acceptor (A) -material kunde minska en öppen kretsspänning (V _OC ) förlust. Forskare tillverkade modell tvåskikts -OSC med dessa molekyler (fig. 1a). Kristalliniteten hos acceptorskiktet kan ändras genom lämpligt urval av de tre molekylerna med olika alkylsidkedjelängder. V _OC befanns öka när kristalliniteten hos acceptorskiktet ökade. V _OC förlusten var mycket liten jämfört med värdena för rapporterade OSC (fig 1b). Ursprunget till den höga V _OC var att det mycket kristallina D/A-gränssnittet reducerade energiförlusten relaterad till laddningsrekombination i utspänningen genom att realisera ideal band-till-band-rekombination. Framförallt, den höga kristalliniteten hos de flera molekylskikten (mindre än 6 nm) i närheten av D/A -gränssnittet var viktigt för att förverkliga det höga V -värdet _OC . Resultaten visar att noggrann design av D/A-gränssnittet möjliggör hög effektomvandlingseffektivitet i OSC genom att minska spänningsförluster med öppen krets.