Exploring Inorganic Hole Collection Materials from Mixed‐Metal Dawson‐Type Polyoxometalates for Efficient Organic Photovoltaic Devices

材料科学 工作职能 有机太阳能电池 光伏系统 能量转换效率 阳极 光电子学 金属 化学工程 电极 复合材料 化学 电气工程 冶金 聚合物 物理化学 工程类
作者
Yu Fang,Qiu Zhang,Fengyan Li,Lin Xu
出处
期刊:Solar RRL [Wiley]
卷期号:6 (2) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/solr.202100827
摘要

Interfacial layer materials play an important role in performance enhancement of organic solar cells (OSCs). Herein, the utilization of mixed‐metal Dawson‐type polyoxometalates, namely P 2 Mo 3 W 15 O 62 (POM‐1) and P 2 Mo 9 W 9 O 62 (POM‐2), as anode interlayer (AIL) materials, for efficiently collecting holes to boost the photovoltaic efficiency of OSCs, is explored. The increase in molybdenum substitution in the mixed‐metal POMs can lower the conduction band level and increase the reduction potential. Meanwhile, the high work function of POMs helps to remove the energy barrier in the hole collection, which solves the serious problem of V oc loss in OSCs. As a result, OSCs modified by POM‐2 can exhibit superior photovoltaic performance with power conversion efficiency of 14.8%. The results of Mott−Schottky analysis, current density−light intensity dependence, and excitons dissociation probability indicate the efficient hole collection and the depressed charge recombination in the POM‐2‐based OSC device. By means of fabricating OSCs, the effect of the two POM‐based AILs on various photoactive layers is also investigated, and POM‐2 exhibits excellent hole collection capability. Moreover, the advantages of low‐cost and solution‐processable conduct make POM‐2 a promising candidate as the AIL material for future mass production of OSCs.
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