化学学报 ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (10): 1610-1618.DOI: 10.6023/A26060221 上一篇 下一篇
研究论文
杨云帆a,†, 韩骏a,†, 孙帅军a, 刘铭a, 陶武松b, 邹应萍a,*(
)
投稿日期:2026-06-24
发布日期:2026-08-22
基金资助:
Yunfan Yanga, Jun Hana, Shuaijun Suna, Ming Liua, Wusong Taob, Yingping Zoua,*(
)
Received:2026-06-24
Published:2026-08-22
Contact:
*E-mail: yingpingzou@csu.edu.cn
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针对有机太阳能电池活性层材料在紫外光照射下易发生光化学降解, 引发器件性能衰退的问题, 本工作采用双添加剂策略: 引入紫外线吸收剂2-[2'-羟基-3',5'-双(α,α-二甲基苄基)苯基]苯并三唑(UV234)和挥发性固体添加剂1,4-二碘苯(DIB), 应用于D18:L8-BO体系中, 借助二者协同作用同步提升器件的光电性能与光照稳定性. UV234不仅可吸收部分紫外光, 提升器件的光稳定性, 还能与D18之间发生荧光共振能量转移, 并通过调控给体D18的分子堆积方式, 促使分子聚集转变为更有利于电荷传输的J-聚集主导模式; DIB的碘原子与D18和受体L8-BO分子中的氮原子位点产生相互作用, 有效调控共混薄膜的结晶过程与相分离动力学. 二者协同作用, 制备出相分离尺度适宜、互穿网络结构更优、表面均匀性更佳的活性层薄膜, 有效促进了激子解离与电荷传输并显著抑制了电荷复合. 基于D18:L8-BO体系的器件实现了19.55%的光电转换效率(PCE), 器件的紫外光稳定性得到显著增强; 经功率为24 W的紫外灯持续照射408 h后, 使用双添加剂协同调控的器件PCE仍保持初始效率的76%, 而未经添加剂处理的器件PCE仅剩初始值的64%.
杨云帆, 韩骏, 孙帅军, 刘铭, 陶武松, 邹应萍. 基于紫外吸收剂与固体添加剂调控的有机太阳能电池[J]. 化学学报, 2026, 84(10): 1610-1618.
Yunfan Yang, Jun Han, Shuaijun Sun, Ming Liu, Wusong Tao, Yingping Zou. Organic Solar Cells Regulated by Ultraviolet Absorbers and Solid Additive[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(10): 1610-1618.
| Additive | Voc/V | Jsc/(mA•cm-2) | FF/% | PCE/% | Jcal/(mA•cm-2) |
|---|---|---|---|---|---|
| W/O | 0.91 (0.914±0.005) | 25.33 (24.81±0.47) | 77.28 (77.06±0.86) | 17.83 (17.47±0.28) | 24.18 |
| 2% (w) UV234 | 0.92 (0.917±0.007) | 25.40 (25.20±0.25) | 77.54 (77.41±0.67) | 18.12 (17.88±0.28) | 24.60 |
| 5% (w) UV234 | 0.92 (0.914±0.006) | 25.73 (25.88±0.35) | 78.55 (77.59±1.08) | 18.62 (18.35±0.20) | 24.73 |
| 7% (w) UV234 | 0.92 (0.915±0.004) | 25.50 (25.76±0.28) | 76.95 (75.79±0.70) | 18.29 (18.11±0.20) | 24.63 |
| Additive | Voc/V | Jsc/(mA•cm-2) | FF/% | PCE/% | Jcal/(mA•cm-2) |
|---|---|---|---|---|---|
| W/O | 0.91 (0.914±0.005) | 25.33 (24.81±0.47) | 77.28 (77.06±0.86) | 17.83 (17.47±0.28) | 24.18 |
| 2% (w) UV234 | 0.92 (0.917±0.007) | 25.40 (25.20±0.25) | 77.54 (77.41±0.67) | 18.12 (17.88±0.28) | 24.60 |
| 5% (w) UV234 | 0.92 (0.914±0.006) | 25.73 (25.88±0.35) | 78.55 (77.59±1.08) | 18.62 (18.35±0.20) | 24.73 |
| 7% (w) UV234 | 0.92 (0.915±0.004) | 25.50 (25.76±0.28) | 76.95 (75.79±0.70) | 18.29 (18.11±0.20) | 24.63 |
| DIB/(mg•mL-1) | w(UV234)/% | Voc/V | Jsc/(mA•cm-2) | FF/% | PCE/% | Jcal/(mA•cm-2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 0 | 0.89 (0.894±0.002) | 26.24 (26.21±0.19) | 78.62 (77.88±0.57) | 18.40 (18.24±0.15) | 25.52 |
| 3 | 5 | 0.92 (0.908±0.005) | 26.04 (26.10±0.29) | 78.78 (77.68±0.64) | 18.78 (18.41±0.23) | 25.24 |
| 3 | 7 | 0.92 (0.92±0.002) | 26.18 (26.31±0.23) | 79.76 (78.91±0.66) | 19.55 (19.29±0.21) | 25.47 |
| DIB/(mg•mL-1) | w(UV234)/% | Voc/V | Jsc/(mA•cm-2) | FF/% | PCE/% | Jcal/(mA•cm-2) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 0 | 0.89 (0.894±0.002) | 26.24 (26.21±0.19) | 78.62 (77.88±0.57) | 18.40 (18.24±0.15) | 25.52 |
| 3 | 5 | 0.92 (0.908±0.005) | 26.04 (26.10±0.29) | 78.78 (77.68±0.64) | 18.78 (18.41±0.23) | 25.24 |
| 3 | 7 | 0.92 (0.92±0.002) | 26.18 (26.31±0.23) | 79.76 (78.91±0.66) | 19.55 (19.29±0.21) | 25.47 |
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