公告

微信/QQ同号

中科院化学所侯剑辉团队《AM》:新型共轭聚合物问世!为设备集成光伏和发光
来源:    发布时间: 2021-04-30 10:44   324 次浏览   大小:  16px  14px  12px
中科院化学所侯剑辉团队《AM》:新型共轭聚合物问世!为设备集成光伏和发光功能!

基于有机半导体的有机光伏(OPV)电池和有机发光二极管(OLED)在学术界和工业界都引起了广泛的关注,因为它们在柔性和可穿戴电子产品中具有比同类无机产品更大的优势。为了进一步开发有机半导体器件的功能以满足各类应用需求,探索有机半导体的双功能性并研究制造双功能器件具有重要意义。

中国科学院化学研究所侯剑辉研究员姚惠峰副研究员等人报道了一种新型宽带隙聚合物PBQx-TCl(2.05 eV的光学带隙)的设计,并研究了其在光伏和发光器件中的应用作者制造了具有非富勒烯受体BTA3和BTP-eC9的器件,其在空气质量为1.5G的光照条件下表现出18.0%的高功率转换效率(PCE)。此外,基于PBQxTC1:BTA3的器件还展现了有机发光二极管性能,电致发光外部量子效率接近0.2%,发射范围为630-1000 nm。该研究以题为“A New Conjugated Polymer that Enables the Integration of Photovoltaic and Light-Emitting Functions in One Device”的论文发表在《Advanced Materials》上。

图片
文章亮点:
(1)作者设计并合成了一种新的名为PBQx-TCl的聚合物供体,其光学带隙为2.05 eV,并根据光伏和发光性能研究了其双功能性质。作者用BTA3和BTP-eC9制造了光伏器件,在空气质量 1.5G光照条件下,光伏器件的PCE较高,为18.0%;对于1 cm2的器件,PCE为28.5%;对于10 cm2的器件,其在1000 lux LED照明下的PCE为26.0%。
(2)受益于PBQx-TC1和BTA3之间的静电势能差异小以及BTA3的电致发光外部量子效率高,基于PBQx-TCl:BTA3的光伏器件还展现出了OLED性能,其中电致发光外部量子效率高达0.2%,这是OPV电池的最高值之一。
(3)电致发光光谱表明,发射光覆盖了深红色区域(630-740 nm,46%)和第一个近红外区域(NIR-1,740-1000 nm,54%),这与国际照明委员会(CIE)的标准相符(0.73, 0.27)。
这些结果表明,基于聚合物PBQx-TCl的器件具有出色的光伏性能和潜在的发光功能,这将是制造室内和室外OPV电池和OLED显示器的有力候选者。