科研專欄 / ENLITECH
第一作者：徐同樂，呂杰，楊可
通訊單位：陸仕榮
DOI：10.1039/d1ee01193f
能源類期刊Energy & Environmental Science (IF 38.532) 在近期發表一項研究。中國科學院重慶綠色智能技術研究院陸仕榮研究團隊透過新型液晶小分子供體，實現 15.8% 效率的二元全小分子有機太陽能電池。
使用硒酚替代光伏材料可以改善分子間相互作用，并將相分離形態優化到理想狀態。然而，對于已表現出高效率的液晶供體來說，這種替代策略的表現仍不清楚。由于這些結構優勢的結合可能有助于實現先進的設備性能，因此，研究團隊設計并合成了兩種新型液晶小分子供體 L1 和 L2，以研究硒酚對液晶供體形態和光伏性能的影響。L1 和 L2 是以 benzo[1,2-b:4,5-b0]dithiophene (BDT) 為核心，兩者之間的主要區別在于 BDT 的共軛側鏈，包括具有噻吩 (thiophene) 基團的L1和具有硒吩 (selenophene) 基團的L2。
圖表解析
供體材料結構和光學特性
以 L1 或 L2 作為供體和 Y6 作為受體的全小分子有機太陽能電池 (ASM-OSC) 進行優化和研究。透過光焱科技太陽光模擬器，搭配 QE-R 量子效率測量系統進行光譜回應量測，研究結果顯示，參考器件 L1:Y6 獲得了 14.6% 的 PCE，L2:Y6 的器件產生了 15.8% 的出色 PCE。特別的是，即使 L2:Y6 的薄膜厚度高達 B300 nm，ASM-OSC 仍然可以產生不錯的 14.3% PCE，超過了厚膜 (Z300 nm) OSC 的效率。
光焱科技量子效率測量系統除了用于太陽能電池的 EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析，同時對于太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流，也提供了 Jsc (short-circuit current density) 的比對，以證明實驗的真確性。光焱科技的太陽光模擬器與 KA-6000 軟件，同時也提供了短路電流對時間變化的監控，以證明太陽能電池的穩定。
光伏性能
設備特性
推薦儀器
SS-X系列太陽光模擬器
SS-X系列太陽光模擬器是一款A+光譜等級的超級太陽光模擬器。
具備更低的光譜失配誤差，數據更好更準確，文獻發表沒困擾；
自動變光強測試分析理想因子n與更高的1sun；
更高的1sun維持工作時數與更簡便的操作與維護。
QE-R 量子效率測試系統
可信賴性
擁有ISO17025 量子效率光電校正實驗室認證之設備制造商；
國際期刊提及之設備制造商；
量子效率量測儀 出貨量超過五百臺；
測量結果大量被高引論文及高影響因子期刊采用。
KA6000 測試軟件
KA6000 – *的鈣鈦礦電池 IV 測量和分析軟件
