有機半導體有望成為高度靈活、可溶液處理的電子產品,在光伏和光電探測器應用中受到了廣泛關注。然而,它們也存在激子結合能大和電荷傳輸能力差的問題,使其無法與傳統的無機替代品相比。近日,武漢理工大學王濤、李偉將CsPbI2Br無機鈣鈦礦量子點(PQD)集成到尖端聚合物:非富勒烯光活性薄膜中,以提高光伏(PV)和光電探測(PD)器件的性能。
本文要點:
1) 從這些PQD到供體組件PM6有很強的能量轉移,這導致光伏和PD器件的短路電流和光響應性得到改善,同時還發現了PQD和非富勒烯受體L8-BO之間的強化學相互作用,鈍化了PQD的缺陷。
2) Mott-Schottky測量與電化學阻抗譜相結合,進一步闡明了在PQD的幫助下建立了一個更寬的耗盡區,這歸因于PQD帶來的形態變化和更大的介電常數,這是加速電荷傳輸和減少電荷復合的關鍵。通過集成PQD,PM6:L8-BO光伏器件的功率轉換效率從18.8%提高到19.4%(D18:L8-BO的最大值為20.2%),而PD器件在-0.1 V下的暗電流也從1.5×10-5降低到9.6×10-7 mA cm-2,從而在770 nm下獲得了6.5×1012 Jones的優良探測率。
Dawei Gao et.al CsPbI2Br Quantum Dots Integration for High Performance Organic Photovoltaics and Photodetectors EES 2025
DOI: 10.1039/D5EE00233H
https://doi.org/10.1039/D5EE00233H