ペリレンジイミドベースの非フラーレン有機太陽電池におけるエネルギーオフセットの低減による再結合エネルギー損失の抑制

本研究では、2種類のペリレンジイミド（PDI）ベースの小分子アクセプターと4種類の代表的なポリマードナーを組み合わせた一連の非フラーレン有機太陽電池を調査し、比較しました。電力変換効率における有意な違いに加えて、光起電力デバイスのエネルギー損失は、異なるドナーとペアにすることで、これら2つのPDIベースのアクセプター間で大きく異なります。敏感なフーリエ変換光電流分光法（FTPS）およびエレクトロルミネセンス（EL）測定を行い、それぞれのエネルギーオフセット（ΔEoffset）およびエネルギー損失を定量化し、研究対象の有機ブレンドにおける明確なエネルギー損失を理解することを目指しています。これらの結果を比較すると、ΔEoffsetが減少することで、非放射性再結合損失および電荷輸送状態の吸収による放射性再結合損失が抑制され、その結果、総エネルギー損失が減少することがわかります。これらの観察結果は、シャッキー–クエイザー限界の観点から、エネルギーオフセットがエネルギー損失にどのように影響を与えるかを深く理解する手助けとなります。