英国斯旺西大学Ram Datt博士&Wing Chung Tsoi副教授团队：有机太阳能电池下转换材料：进展、挑战和展望

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文章简介

近年来，通过改进活性层材料和引入新的中间层，有机太阳能电池（OSCs）在功率转换效率(PCE)和工作寿命方面取得了显著的进展。新开发的宽禁带有机给体和低禁带受体分子覆盖了从可见光到近红外的吸收，而入射高能区（UV）不利于OSCs。它的吸收会导致热化损失和光诱导降解，从而阻碍了OSCs的PCE和寿命。最近，镧系和非镧系的下转换（DC）材料被引入，它们可以有效地将高能光子转换为低能光子，解决限制OSCs在高能入射光谱中的吸收光谱失配损失，还可以保护OSCs免受紫外线诱导的降解。

图1. 下转换材料用于有机太阳能电池

本综述详细阐述了下转换的原理，然后介绍了基于镧系和非镧系的下转换材料及其光谱转换机制。随后介绍了它们在OSCs中的应用，讨论了它们对光伏器件性能、稳定性和未来前景的影响。在下转换材料中，掺入Eu3+的OSCs器件被广泛报道，对器件效率和稳定性均具有一定的改善。钇、铈和铽化合物也用于OSCs，但它们对器件性能以及稳定性的改善一般。此外，它们的沉积需要高温和高真空的复杂系统，而Eu3+和Sm3+化合物可通过溶液处理，降低了成本。在非镧系元素中，掺有Na的ZnO以及在PMMA聚合物中掺入ZnO纳米颗粒是一种很好的下转换方式，并且在OSCs中表现出更好的稳定性。此外，这些掺杂材料可以用作双功能层。量子点也可以作为DC材料，它们的能带易于调节，并且可以防止吸收光谱和发射光谱的重叠。

本文以“Down-conversion materials for organic solar cells: Progress, challenges, and perspectives”为题发表于Aggregate 期刊，英国斯旺西大学的Ram Datt博士是本文的第一作者和通讯作者，英国斯旺西大学的Wing Chung Tsoi副教授为共同通讯作者。

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《聚集体（英文）》（Aggregate）创刊于2020年，是由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、Wiley 出版社三方合作创办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊致力于报道出版“聚集”过程中的基础和应用研究的前沿科学，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。特别是功能材料、化学、物理、生物技术、生命科学以及应用工程等领域的重要进展，为学术界搭建一个交流思想和意见的新平台，去分享聚集体研究的新发现和新突破，讨论聚集体研究的挑战和机遇。期刊于2023年获得首个影响因子18.8，JCI指数1.47，先后收录于DOAJ、ESCI、CAS等数据库。

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