《表3 用于叠层有机太阳能电池中的活性层的单结器件的性能》

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《叠层结构的有机太阳能电池研究进展》

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a Eg=1240/λedge（λedge为单结器件EQE谱的吸收截止边）.

在受体方面，最近5年来非富勒烯受体的研究取得了突破性的进展.非富勒烯受体的主要优势有:（1）中间核、端基和侧链上具有大量的可修饰位点，可调节分子的能级、吸光范围、溶解性、电荷迁移率等性质；（2）电荷转移（CT）态能量接近单线态激子能量，电荷转移过程中具有较小的能量损失[79，80].因此，非富勒烯叠层器件往往具有较高的VOC和JSC.比较表3中不同活性层材料的器件的VOC，可以发现非富勒烯受体体系相比富勒烯受体体系更容易获得高VOC，这是因为富勒烯受体具有非常窄的光吸收范围，在共混体系中给体起主要的光吸收作用，并且激子在给体与富勒烯受体界面处的解离需要较高的驱动力，这也就导致了较高的能量损失和电压损失[79，81].2016年，Liu等[82]制备了第一个非富勒烯叠层有机光伏器件，实现了8.48%的器件效率和1.97 V的开路电压.Hou课题组[20]合成了小分子受体ITCC-M，与PBDB-T搭配作为叠层器件的底电池，以PBDTTT-E-T:IEICO作为顶电池，使PCE达到了13.8%，VOC超过了1.8V.2018年，Yan等[83]以P3TEA:FTTB-PDI4和PTB7-Th:IEICS-4F分别作活性层，器件的VOC为1.73 V.2015年，Zhan等[84]报道了非富勒烯稠环电子受体ITIC.Peng课题组[73]以PBDTS-TDZ:ITIC为活性层制备的叠层器件，VOC达到2.13 V，充分体现了非富勒烯受体在获得高VOC方面的优势.除小分子受体以外，聚合物受体亦可以应用于叠层器件.实例之一是广泛应用的聚合物受体N2200[85，86].Zhang等[66]以N2200作受体、PTz BI-Si作给体，制备了全聚合物叠层器件，获得了1.72 V的VOC与11%的PCE值，是目前全聚合物叠层器件的最高效率.然而，这种具有PDI或NDI单元的分子，由于结构的刚性较强，分子平面性较好，材料通常具有较低的溶解度和过强的聚集倾向，需要引入螺环结构或者长烷基链来抑制材料的过度聚集.与之相对，烷基链仅包含σ键，无法提供π电子跃迁的轨道，因此导电性和溶解性的平衡在设计此类分子时尤为重要.Cheng等[87]制备了以PBDB-T:IT-M和PTB7-Th:FOIC:F8IC分别作前后子电池活性层的叠层器件，器件的认证光伏效率为11.52%，是目前经National Renewable Energy Laboratory（NREL）认证的叠层有机光伏器件的最高效率.