OSCs 的光活性层材料可以是单组分,也可以是多组分。根据多组分光活性层中材料组成的不同。
OSCs 的类型主要包括全小分子 OSCs、聚合物给体:小分子受体基 OSCs以及全聚合物太阳能电池 (all-PSCs)。
其中,后两者具有稳定性高、成膜性能优异和批次重复性好的特点,受到了研究者的广泛关注。
尤其是最近几年,越来越多的高性能聚合物给体、小分子受体以及聚合物受体不断被合成出来,使得 OSCs的PCE 不断攀升。
基于聚合物给体与小分子受体的有机太阳能电池聚合物给体的研究进展
在OSCs发展的早期,使用的聚合物给体主要是聚对苯撑乙烯和聚嚷吩类,相应的聚合物给体有 MEH-PPV 和P3HT。
MEH-PPV 对太阳光的利用效率非常低,基于MEH-PPV的OSCs效率仅维持在2%-3%。
与MEH-PPV相比,P3HT 具有较窄的光学带隙和较强的吸光能力,当时基于 P3HT:PC6BM的OSCs效率达到了3%-5%。
当具有较高LUMO能级的富勒烯受体ICBA出现以后,P3HT基OSCs的PCE 进一步提升至7.4%。
得益于非富勒烯受体在近红外区域具有宽的吸收和高的吸光系数,目前基于 P3HT 的 OSCs 已经实现了10.24%的 PCE。