Photostabilität von Fulleren- und Non-Fulleren-Polymer-Solarzellen: Die Rolle des Akzeptors

Kürzlich hat das Aufkommen von Non-Fulleren-Aktoren (NFAs) es ermöglicht, dass organische Solarzellen (OSCs) die Effizienzgrenze von 10 %, die kaum von Fulleren-Aktoren (FAs) erreicht wurde, überschreiten. Allein in den letzten fünf Jahren wurden mehr als hundert NFAs mit Anwendungen in organischen Photovoltaiken (OPVs) synthetisiert, was eine bemerkenswerte Rekordeffizienz von über 15 % ermöglicht hat. Daher gibt es einen Wandel im Interesse an der Verwendung von NFAs in OPVs. Es wurde jedoch wenig über die Stabilität dieser neuen Materialien in Geräten geforscht. Noch wichtiger ist, dass es nur sehr wenig vergleichende Arbeiten zur Photostabilität von FA- gegenüber NFA-Solarzellen gibt, um die Vor- und Nachteile der beiden Systeme zu ermitteln. Hier zeigen wir die Photostabilität von Solarzellen, die auf zwei Arbeitspferd-Aktoren basieren, sowohl in konventionellen als auch in umgekehrten Strukturen, nämlich ITIC (als NFA) und 70PCBM (als FA), gemischt mit entweder PBDB-T oder PTB7-Th-Polymer. Wir fanden heraus, dass, unabhängig vom Polymer, der Zellstruktur oder der anfänglichen Effizienz, die 70PCBM-Geräte photostabiler sind als die ITIC-Geräte. Diese Beobachtung widerspricht jedoch der Annahme, dass NFA-Solarzellen photochemisch stabiler sind. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass komplementäre Absorption bei den Entwurfsregeln für die Synthese neuer Moleküle nicht Vorrang haben sollte und dass noch Arbeit erforderlich ist, um stabile und effiziente OSCs zu erreichen.