導讀：本文巧妙地將銥絡合物引入太陽能電池，在實驗室中達到17.32%的超高器件效率，并獲得了認證效率16.70%。

目前，溶液處理的聚合物太陽能電池采用低成本溶液處理制備方法，獲得具有輕質量，小體積的電池器件,可應用于柔性可穿戴器件及半透明電池材料中。優化后預處理的本體異質結溶液形成的互穿共織網有助于激子在界面處的分解以及電極對載流子的提取，從而獲得更高的器件特征參數，但在光電轉換的過程中，共混溶液的形貌以及活性層厚度會影響三類內部因素(電荷的產生，載流子的復合，載流子的提取)，同時組成共混溶液的給受體材料的光電性能與工藝流程中溶劑的選用都會間接的影響到這些因素。因此，找到有效的策略來加速對載流子的提取以及減緩對載流子復合的影響，對于提升電池的整體可用性有著重要意義。

根據文獻研究表明，將光伏材料與少量的混合物或元素成分能夠改善其相關的膜形貌以及光伏材料的表現，特別是電池的短路電流Jsc和填充系數FF，近日武漢大學閔杰課題組就通過這里基本理念引入第三方成分進入高性能聚合物主鏈之中，選用不同濃度的銥(Ir)配合物在合成過程中進入聚合物PM6的共軛骨架中，并與小分子受體制備了PM6-Irx(0,0.5,1,2.5,5):Y6系列的器件，有效改善了其本體異質結共混溶液的形貌，并促進了電荷生成，加速了載流子的提取并有效的遏制了載流子的復合。在實驗室中達到17.32%的超高器件效率，并獲得了認證效率16.70%，且器件參數在加入了Ir后獲得了全方位的提升。相關文章以” Solution-Processed Polymer Solar Cells with over 17% Efficiency Enabled by an Iridium Complexation Approach”發表在Advanced Energy Materials.

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202000590

在合成時，在共軛骨架上引入了不同組分的Ir 絡合物(x=0.005,x=0.01,x=0.025,x=0.05)與輔助配體進行配位，在熱重法測試中表現了良好的熱穩定性，同時降低了聚合物主鏈的剛性，影響薄膜中分子堆積，光學吸收光譜中看出改性后的材料吸收峰有了紅移且強度范圍更廣，表明了分子聚集強度可以通過Ir絡合物來降低。改性后的材料有著不同層次的能級偏移，更有利于與Y6材料的組合。在制備器件，并驗證其物理光學性能后發現，在適量加入X=0.01的Ir絡合物后，器件效率有了明顯提升。

圖1:PM6-Irx的制備過程

圖2:引入Ir對光伏材料的物理光學特性的影響

圖3:PM6-Irx:Y6制備器件的光伏性能

圖4:器件的物理相關物理性能

總結：研究者通過引入不同濃度的Ir絡合物改變了PM6給體的結晶度與分子包裝順序，全方位增強了基于PM6體系器件的器件效率與所有參數，并且獲得了16.7%的認證效率，在目前研究優化薄膜形貌的過程中，提出了一種適當引入Ir的方法，來改善優化形貌的復雜性，并得到了超高效率。(文：kirin)

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