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端基的不对称取代有助于实现高效的全小分子有机太阳能电池,中国玻璃网,meesm.com
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端基的不对称取代有助于实现高效的全小分子有机太阳能电池
2022年07月12日    新闻来源:中国玻璃网 meesm.com    |  投稿

中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛教授领导的一个研究小组在分子供体中应用了端基的不对称取代策略,从而实现了功率转换效率超过16.34%的高性能全小分子有机太阳能电池。这项研究发表在《高级材料》上。


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由于成本低、重量轻和机械灵活性等吸引人的优势,OSC吸引了越来越多的兴趣中国玻璃网meesm.com。作为柔性电子系统的一种有前途的电源,除了相对较低的PCE性能外,所有小分子OSC都具有明确的化学结构和良好的批间再现性。

为了突破这一瓶颈,研究人员设计并合成了一系列对称和不对称的小分子供体。二氟噻吩取代的苯并二噻吩作为供体部分,而2-乙基己基氰乙酸(CA)、2-乙基己基罗丹宁(Reh)和1H-茚-1,3(2H)-二酮(ID)被选为端基。

将SM-CA-Reh与受体N3混合,用CA和Reh的不对称端基取代SM-CA-Reh,从而形成SM-CA的高填充因子(FF)和SM-Reh的高短路电流密度(Jsc)的集成光伏优势。

在这种情况下,基于SM-CA-Reh的设备实现了77.5%的FF增加和16.34%的PCE高度改善,这是二元全小分子OSC报告的最高PCE。相比之下,基于SM-CA-ID和SM-ID的设备的PCE相对较低,分别为8.2%和2.76%。

此外,表征结果表明,共混膜中的堆叠形态主要取决于蟺鈥撓€相互作用,而不是偶极效应或结晶度。

本研究表明,分子供体中端基的不对称取代是进一步改善全小分子OSC的有效方法,并阐明了端基如何有效调节相分离形态。

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