基于双给体体系的三元非富勒烯聚合物太阳能电池

　　在该工作中，我们以超窄带隙非富勒烯材料IEICO-4F为受体，宽带隙给体材料PBDB-T为给体制备非富勒烯聚合物太阳能电池。中等带隙给体PTB7-Th被选为第三组分，由于PTB7-Th和PBDB-T的HOMO能级非常相似，以及其与主体系互补的吸收光谱。通过掺入20 wt%的PTB7-Th，器件的光电转换效率从10.25%提高到11.62%。最优器件的短路电流提升到24.14 mA cm^？2，填充因子提升到65.03%。PTB7-Th的主要贡献可以总结为增强的光子俘获能力以及给体间的能量转移促使的激子利用率的提高。PTB7-Th也可以作为一种调节剂来优化PBDB-T的分子排布以及电荷传输，这有利于填充因子的优化。三元器件的开路电压和二元器件保持一致，这是由于给体材料间相似的HOMO能级。相关工作发表于Adv. Energy Mater., 2018, 8, 1702854。 

　　该工作自2018年4月出版以来，受到了国内外同行的广泛关注。目前该工作被引60次（Web of Science），被ESI高被引收录（Highly Cited Paper）。 

　　http://apps.webofknowledge.com/full_record.do?product=UA&search_mode=GeneralSearch&qid=13&SID=5BSXBbDg5ZNCDBPq3bL&page=1&doc=3 

　　在北京同步辐射装置（BSRF）1W1A-漫散射实验站，通过掠入射X射线衍射（GIXD）测量，我们研究了不同PTB7-Th含量对混合薄膜内分子排布方式的影响。在三元混合薄膜中，（100）衍射峰的增强及（200）衍射峰的出现可以在面内，面外方向上同时被观察到，这表明在三元混合薄膜中形成了3D（混合的edge-on和face-on取向）的分子排布。Face-on分子排布的出现有利于电荷沿着垂直基底方向传输。 

　　发表文章： 

　　Xiaoling Ma, Yang Mi, Fujun Zhang*, Qiaoshi An, Miao Zhang, Zhenghao Hu, Xinfeng Liu*, Jian Zhang, and Weihua Tang. Efficient Ternary Polymer Solar Cells with Two Well-Compatible Donors and One Ultranarrow Bandgap Nonfullerene Acceptor. Adv. Energy Mater., 2018, 8, 1702854.