認証された19.4%効率のための混合希釈戦略による有機太陽光発電の電荷生成と再結合の妥協

三成分混合物は、希釈効果により有機太陽光発電（OPV）のデバイス性能を促進するための効果的な戦略として示されています。しかし、電荷生成と再結合の妥協は依然として課題です。本研究では、OPVのデバイス効率をさらに向上させるための混合希釈戦略を提案します。具体的には、高性能OPVシステムであるポリマードナー（PM6）と非フラーレンアクセプター（NFA）のBTP-eC9を混合希釈剤で希釈し、高バンドギャップNFAのBTP-S17と低バンドギャップNFAのBTP-S16（BTP-eC9に類似）を使用します。BTP-eC9との良好な混和性を持つBTP-S17は開放回路電圧（VOC）を劇的に向上させ、一方でBTP-S16は電荷生成または短絡電流密度（JSC）を最大化します。BTP-S17とBTP-S16の相互作用により、電荷生成と再結合の間の妥協が改善され、結果として19.76%（認証された19.41%）という優れたデバイス性能が得られます。この値は単接合OPVの中で最も優れています。キャリアダイナミクスに関するさらなる分析は、電荷生成と再結合のバランスを取るための混合希釈剤の有効性を検証し、より多様なエネルギーランドスケープと改善された形態に起因することが示されています。したがって、本研究は高性能OPVのさらなる商業化に向けた効果的な戦略を提供します。