高填充因子三元非富勒烯聚合物太阳能电池的研制

　　近年来，由于非富勒烯受体材料的快速发展，基于双受体体系的三元PSCs被广泛研究。北京交通大学张福俊课题组成功制备了活性层为PBDB-T:ITCPTC:IDT6CN-M的三元非富勒烯PSCs。基于PBDB-T:ITCPTC的二元器件展现了较高的J_SC (17.44 mA/cm2), 基于PBDB-T:IDT6CN-M的二元器件展现了较高的FF（75.3%）和V_OC (0.915 V)， 两个二元器件展现了明显互补的光伏参数。三元器件很好地结合了对应两个二元器件的优势，最优三元器件实现76.5%的FF和11.92%的PCE，76.5%的FF处于三元非富勒烯PSCs最高值之中。相比于PCE为11.02%（IDT6CN-M）和10.51%（ITCPTC）的二元器件，三元器件性能分别提高了8% 和13%。器件性能的提高主要归因于三元活性层中增强的光子俘获、提高的激子利用和载流子传输。通过该工作研究人员提出除了互补的吸收光谱，二元器件互补的光伏参数也是制备高效率三元PSCs的一个重要参考标准。相关工作发表于Energy & Environmental Science, 11, 2018, 841-849。 

　　该工作自2018年2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52次（Web of Science），被ESI高被引收录（Highly Cited Paper）并且为热点论文（Hot Paper）。 

　　http://apps.webofknowledge.com/full_record.do?product=UA&search_mode=GeneralSearch&qid=1&SID=7ACRKyeWKphMwTDtuhm&page=1&doc=1 

　　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，研究人员研究了不同ITCPTC含量对混合薄膜内分子排布方式的影响。随着受体中ITCPTC含量的增多，混合薄膜的衍射峰位置没有发生改变，表明两个受体应该很好地混合到给体形成的网格中。当受体中ITCPTC的含量为60 wt%时，三元混合薄膜在面外方向的（100）衍射峰最弱，同时面内方向的（100）衍射峰最强。实验结果表明在优化的三元混合薄膜中，face-on的分子排布方式增加，这有利于载流子沿着垂直于基底的方向传输。 

　　发表文章： 

　　Miao Zhang, Wei Gao, Fujun Zhang*, Yang Mi, Wenbin Wang, Qiaoshi An, Jian Wang, Xiaoling Ma, Jianli Miao, Zhenghao Hu, Xinfeng Liu, Jian Zhang and Chuluo Yang*, Efficient ternary non-fullerene polymer solar cells with PCE of 11.92% and FF of 76.5%. Energy & Environmental Science, 2018,11, 841-849.