有效的独立灵活的小分子有机太阳能电池设备:四二甲衍生物之间的结构性能关系
Anuradha Mohitkar1, Renuka H2, Sanket Goel2
1Department of Chemistry, Birla Institute of Technology and Science, Pilani-Hyderabad Campus, Jawaharnagar, Kapra Mandal, Hyderabad 500078, Telangana State, India.
ACS omega
|November 6, 2023
概括
研究人员探索了新型四氨基二甲 (TCNQ) 衍生物作为有机太阳能电池 (OSC) 中的活性层. 一个含有芳香氨基替代物的分子实现了最高的功率转换效率 (PCE) 11.75%,突出显示了结晶性的重要性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 作为有机太阳能电池 (OSC) 中的活性层,二和四二二甲 (TCNQ) 分子的有限使用.
- 简单的单一和非替代的TCNQ衍生物在OSC应用中的未开发潜力.
研究的目的:
- 研究TCNQ衍生物与不同的氨基替代剂作为灵活的活性层,所有的小分子OSC设备.
- 确定影响设备性能的结构属性关系,特别是功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 四种TCNQ衍生物的合成和表征:AEPYDQ (1),BMEDDQ (2),MATBTCNQ (3) 和MITATCNQ (4).
- 独立的,灵活的OSC设备的制造和测试,使用这些TCNQ衍生物作为活性层.
- 分析设备性能指标,包括PCE,短路电流密度 (J_SC) 和晶度.
主要成果:
- 含有芳香胺的AEPYDQ (1) 获得了最高的PCE11.75%.
- 与一个异形氨基的BMEDDQ (2) 显示了最低的PCE (2.12%).
- 与其他衍生品相比,设备1在照明下表现出增强的J_SC和更高的结晶度.
- MITATCNQ (4) 显示出比 MATBTCNQ (3) (2.58%) 的 PCE (5.90%) 更高,这可能是由于影响π电子密度的 (3) 中的电子吸收组.
结论:
- 结晶性显著影响基于TCNQ的OSC的PCE.
- 在TCNQ衍生物中的芳香氨基替代剂对高效的OSC有希望.
- 这项研究为设计高效的小分子OSC提供了宝贵的见解.
