摘要:
本研究开发了溶液处理的有机-无机混合体异质结太阳能电池,该电池能够在紫外-可见光-近红外光谱范围内收集宽带太阳光子。一系列混合(卟啉)(酞菁)稀土双层配合物 [MIIIH(TClPP){Pc(α-OC4H9)8}] (1-7;M = Y、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Lu;TClPP = 中-四(4-氯苯基)卟啉酸盐;Pc(α-OC4H9)8=1,4,8,11,15,18,22,25-八(1-丁氧基)酞菁酸盐)和[YIII(TClPP)(Pc)](8,Pc=未取代的酞菁酸盐)、和异极双(酞菁)钇双层复合物[YIIIH(Pc){Pc(α-OC4H9)8}](9)被合成并用作宽带吸收体和电子供体(D),而 N,N′-双(1-乙基己基)-3,4:9,10-perylenebis(dicarbox-imide) (PDI) 或 [6,6]-phenyl-C61 丁酸甲酯 (PCBM) 用作主要电子受体 (A1)。为了抑制 D/A1 界面的致命反向电荷转移,在原位形成的廉价无机纳米多孔 TiOx 网络中制造了 D:A1 混合物,它可以充当次级电子受体(A2)。为了表征这些结构,研究人员对活性材料或器件的稳态光谱、荧光动力学、原子力显微镜、电流-电压特性和光电特性进行了研究。与使用 PCBM 作为主受体的太阳能电池相比,使用 PDI 作为主受体的太阳能电池在开路电压、填充因子和功率转换效率方面显示出更高的数值。当电池面积为 0.36 平方厘米时,上述双层复合物:PDI:TiOx 混合物在 1 太阳空气质量 1.5 的全球光照条件下可实现高达 0.82% 的良好效率。这些结果得出结论,双层双(四吡咯)络合物是很有前途的光伏材料,具有可调的吸收和光物理性质。