単方向拡張による融合リング電子受容体の性能の向上
Boyu Jia1, Jing Wang2, Yao Wu3
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.
Journal of the American Chemical Society
|November 8, 2019
まとめ
非フルレンの新型受容器を拡張された溶融リングシステムで設計することで,有機光伏の性能が著しく向上します. AOICの片方向拡張は,最も高い充電移動性と電力変換効率を達成しました.
科学分野:
- オーガニックの電子機器
- 材料科学
- 太陽光発電
背景:
- 非フルレンの受容器で溶融リングシステムを拡張すると,結合長が増加し,調節可能な電子特性を可能にします.
- オーガニック・エレクトロニック・マテリアルの様々な分子設計に 焦点を当てていた.
研究 の 目的:
- 単方向と双方向に拡張された融合リングシステムを備えた新しい非フルレン受容体を設計し,合成する.
- これらの新しい受容体の電子特性と光電性能を親分子と比較する.
主な方法:
- 融合環非フルレン受容体の合成:AOIC (融合8環,片方向),IUIC2 (融合11環,双方向),F5IC (融合5環,親).
- エネルギーレベル,吸収スペクトル,および電荷キャリアの移動性を含む電子特性の特徴.
- これらの受容体とドナー PTB7-Thを混合した有機光伏 (OPV) 細胞の製造と試験.
主要な成果:
- 分子拡張により エネルギーレベルが変化し 吸収スペクトルが赤に変化し バンドギャップが減った
- 一方向に拡張されたAOICは,最も高い電荷移動性を示した (2.1 × 10−3 cm2 V−1 s−1).
- AOICベースのOPV電池は,13.7%の電力変換効率を達成し,F5IC (5.61%) とIUIC2 (4.48%) を大幅に上回りました.
結論:
- 溶融リングシステムの一方的な拡張は,高性能の非フルレンの受容体の開発のための有望な戦略です.
- 分子設計,特に融合リング拡張の方向性は,電荷輸送とOPVデバイスの効率に重大な影響を及ぼします.
- 設計されたAOIC受容器は,効率的な有機太陽電池アプリケーションの可能性を示しています.
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