有機光伏のチエニルサイドチェーン付き高性能電子受容器
Yuze Lin1,2,3, Fuwen Zhao3, Qiao He1
1Department of Materials Science and Engineering, College of Engineering, Key Laboratory of Polymer Chemistry and Physics of Ministry of Education, Peking University , Beijing 100871, China.
私たちは有機太陽電池 (OSC) のための新しい電子受容体ITIC-Thを開発しました この材料は9.6%の電力変換効率を達成し,フルレンベースの受容器に匹敵します.
科学分野:
- 材料科学
- オーガニック電子
- 太陽光発電
背景:
- 有機太陽電池 (OSC) は,柔軟性と低コストの製造可能性により,従来のシリコンベースの太陽光発電の有望な代替品です.
- 効率的な非フルレン受容体の開発は,OSCのパフォーマンスを向上させるのに不可欠です.
- 既存の受容器は,エネルギーレベル調節と充電輸送の特性においてしばしば制限に直面します.
研究 の 目的:
- 高性能な有機太陽電池のための新しい融合リング電子受容体ITIC-Thの設計と合成.
- テーニルサイドチェーンが受容器の電子特性と性能に与える影響を調査する.
- 異なるポリマードナーと連携してITIC-Thで製造されたOSCの効率を評価する.
主な方法:
- ITIC-Th 結合リング電子受容体の合成
- ITIC-Thの電子特性 (HOMO/LUMOエネルギーレベル) と電子移動性の特徴
- 狭帯間隙と広帯間隙のポリマードナーと混合したITIC-Thを用いた有機太陽電池の製造
- パワー変換効率 (PCE) を含む製造されたOSCの性能評価.
主要な成果:
- ITIC-Thは,フェニル置換の同位体 (ITIC) に比べてエネルギーレベルが低い (HOMO = -5.66 eV,LUMO = -3.93 eV).
- チエニル側鎖は σ 誘導効果を誘導し,ポリマードナーとよりよいエネルギーレベルの調整を可能にします.
- ITIC-Thは,ITIC (2.6 × 10−4 cm2 V−1 s−1) よりも著しく高い電子移動性を示しています.
- ITIC-Thで製造されたOSCは9.6%の電力変換効率を達成しました.
結論:
- ITIC-Thは有機太陽電池のための効率的な融合リング電子受容体です.
- チエニルサイドチェーンを組み込んだ設計は,電子の移動性を高め,エネルギーレベルのマッチングを容易にする.
- 達成された9.6%の効率は,ITIC-Thがフルレンベースのシステムと競合する高性能の非フルレン受容体としての可能性を強調しています.
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