基于diketopyrrolopyrrole的共聚合物中的同合缺陷及其对光伏性能的影响
Koen H Hendriks1, Weiwei Li, Gaël H L Heintges
1Molecular Materials and Nanosystems, Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology , P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands.
半导体聚合物的链内同质合缺陷降低了太阳能电池的性能. 将dithienyl-diketopyrrolopyrrole (TDPPT) 基聚合物中的这些缺陷降至最低,可以显著提高功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 交替推拉半导体聚合物对于有机电子非常重要.
- 基于二甲 (DPP) 的共聚物因其光电子特性而受到广泛研究.
- 链内同质合缺陷可能会影响聚合物性能.
研究的目的:
- 调查PDPPTPT聚合物中链内同质合缺陷的发生和影响.
- 了解这些缺陷如何影响电子特性和太阳能电池性能.
- 为了将缺陷度与功率转换效率相关联.
主要方法:
- 通过催化交叉合聚合物合成交替的推拉半导体PDPPTPT聚合物.
- 使用紫外线/紫外线/红外线吸收光谱学识别同偶联的TDPPT-TDPPT段.
- 使用PDPPTPT制造和表征有机太阳能电池:PCBM混合物具有不同缺陷度.
主要成果:
- 同类结合的TDPPT-TDPPT段在吸收光谱中被确定为低能量肩膀.
- 这些缺陷导致频段间隙减少,高HOMO,低LUMO水平,以及轨道局部化.
- 使用几乎没有缺陷的PDPPTPT制造的太阳能电池实现了7.5%的功率转换效率,而聚合物具有5-20%的缺陷的效率为4.5-5.6%.
结论:
- 链内同质合缺陷显著降低了基于PDPPTPT的有机太阳能电池的性能.
- 尽量减少这些缺陷对于实现高功率转换效率至关重要.
- 这些发现对有机电子产品高性能半导体聚合物的设计和合成有影响.
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