導語：研究人員以一種BDT為共軛主鏈、PBI為側單元的單組分聚合物材料（PBDBPBI-Cl）為例，在不同時間尺度上區分電荷產生和電荷複合過程的主要光物理過程。AEM:從飛秒到微秒時間尺度解析單組分有機太陽能電池中的載流子動力學
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1.前言回顧
單組分有機太陽能電池（SCOSCs）在過去幾年中取得了巨大的進步，一些代表性材料的最佳光電轉換效率（PCE）從之前的2-3%躍升到目前的6-11%。事實上，大多數關於SCOSCs的工作集中在新材料的合成和奈米相形態的調整上，例如在聚合物主鏈上新增鹵素原子、改變給體和受體之間烷基連線體的長度，或者使用不同的後處理過程來調整填充順序等。然而，由於過於強調基於非富勒烯的高效單組分材料，相應的光物理和電荷載流子生成動力學尚未得到足夠詳細的研究，這對於更好地理解和進一步改進器件效能有一定缺陷。
圖1.OSCs中光物理過程
2.文獻簡介
為了更好地瞭解SCOSCs，近日，德國埃爾朗根-紐倫堡大學的Christoph J. Brabec教授、Ning Li研究團隊以一種BDT為共軛主鏈、PBI為側單元的單組分聚合物材料（PBDBPBI-Cl）為例，在不同時間尺度上區分電荷產生和電荷複合過程的主要光物理過程。研究人員首次研究了fs–ps電荷產生到ns–µs電荷複合過程，在七個數量級的時間尺度上研究了PBDBPBI-Cl電荷載流子動力學。研究結果表明，在230°C條件下退火相應器件可以獲得最高的光伏效能，這是因為在抑制複合的同時有效地產生電荷，從而總體上顯著改善了效能。最後，研究人員還系統地分析了有關光伏特性（包括短路電流、開路電壓和填充因子）的損失，探討了SCOSCs相較於本體異質結複合器件PCE缺失的原因。
圖2.分子結構與性質
圖3.電荷解離和傳輸三維示意圖
3.文獻總結
綜上，該工作旨在展示具有代表性雙側鏈聚合物PBDBPBI-Cl的SCOSCs中電荷載流子動力學的完整過程。相關研究成果現已發表在能源類國際頂級期刊《Advanced Energy Materials》上，題為“Unraveling the Charge-Carrier Dynamics from the Femtosecond to the Microsecond Time Scale in Double-Cable Polymer-Based Single-Component Organic Solar Cells”。
本文關鍵詞：有機太陽能電池，單組分器件，電荷傳輸，載流子動力學。
4.材料推薦
PM7：2239295-71-5
PDI1112：876301-69-8
BDTTh26F-2Sn：1514905-25-9
BDD26-2Br：1415929-76-8
