终端化和硫链接的受体-捐赠者-受体结构3D受体,具有高效有机太阳能电池的多功能处理能力

科学领域:

• 有机电子学有机电子学
• 材料科学是一种材料科学.
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 三维 (3D) 分度受体对于提高有机太阳能电池性能至关重要.
• 调整分子结构,特别是通过化,可以显著影响材料特性和设备效率.

研究的目的:

• 通过精确控制原子位置,合成和描述新的化3D二度受体 (CH8-3/4/5) .
• 研究化对分子构成,光学吸收和结晶的影响.
• 评估利用这些新接受器的有机太阳能电池的功率转换效率 (PCE) 和稳定性.

主要方法:

• 化3D二元化受体的合成 (CH8-3/4/5).
• 分子构造,吸收光谱和结晶性质的表征.
• 使用PM6:接受器混合物制造和测试有机太阳能电池.
• 评估设备的热和光稳定性.
• 使用非素溶剂和模块制造的可加工性评估.

主要成果:

• 中心单元中的化改变了分子构造,同时用红移吸收和增强结晶的终端组取代了终端组.
• 所有制造的设备都显示出有希望的PCE超过16%,具有良好的热和光稳定性.
• 基于PM6:CH8-4的设备实现了创纪录的PCE17.58%.
• 证明了多功能可加工性,非素溶剂加工的设备实现了17.27% (手套箱) 和16.23% (环境) 的PCE.
• 大面积模块 (2.88厘米2) 使用旋转涂层和叶片涂层实现了超过13%的PCE.

结论:

• 开发的化3D二度受体,特别是CH8-4,为高性能有机太阳能电池提供了显著的潜力.
• 精确调整原子位置可提高光学和结构性质,从而提高设备效率.
• 多功能可加工性,包括非溶剂加工和模块制造,突出了这些3D接受器在未来商业化中的实际应用性.