太陽電池：ペロブスカイト–有機タンデム太陽電池における高効率近赤外光ハーベスティング

ペロブスカイトと有機半導体は共に広いバンドギャップ調整可能性を有するため、有望な理論効率を持つペロブスカイト–有機タンデム太陽電池の開発が可能になる。しかし、既報のペロブスカイト–有機タンデム太陽電池の認証効率は、単接合ペロブスカイト太陽電池のものより依然として低く、これは主に、狭バンドギャップ有機サブセルにおける近赤外光電流が不十分だからである。今回我々は、片側だけの共役π架橋を特徴とする非対称な非フラーレンアクセプター（NFA）であるP2EH-1Vを設計して合成し、理想的な励起子解離とナノ形態を維持しつつ光学バンドギャップを1.27 eVまで狭めた。過渡吸収分光法によって、P2EH-1VからドナーであるPM6への効率的な正孔輸送が確認された。P2EH-1Vを用いたデバイスは、電荷発生効率を損なうことなく0.20 eVという低い非放射電圧損失を示した。我々は、有機ボトムセルについて、17.9％の効率と28.60 mA cm⁻²という高い短絡電流密度（J_sc）を達成した。さらに我々は、界面再結合損失を最低限にすることで、ペロブスカイトトップセルについて、1.37 Vという優れた開回路電圧（V_oc）と85.5％の曲線因子（FF）を達成できた。これらの改善の結果、ペロブスカイト–有機タンデム太陽電池は、1 cm²を超える開口部面積で26.7％という記録的な効率（認証値26.4％）を達成した。

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