强化巨型二进制受体中的异质分子相互作用使有效的有机太阳能电池成为可能
Min Lv1,2, Qingyuan Wang3, Jianqi Zhang1,2
1CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication, CAS Center for Excellence in Nanoscience, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, China.
巨型二次受体 (G-Dimers) 的三甲基化通过调整分子相互作用来提高有机太阳能电池 (OSC) 的性能. 这一策略产生了高效和稳定的OSC,其功率转换效率达到创纪录的19.02%.
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:
- 巨型二维接受器 (G-Dimers) 由于其结构,稳定性和效率,对有机太阳能电池 (OSC) 是有希望的.
- 通过单体修饰优化异质分子相互作用对于OSC形态和性能至关重要,但需要进一步调查.
研究的目的:
- 合成和研究基于诺素核心的新型G-Dimers.
- 探索三甲基化对G-Dimer特性和有机太阳能电池性能的影响.
主要方法:
- 合成了两种新的基于诺素核心的G-Dimers:Dimer-QX (非替代) 和Dimer-2CF (三甲基替代).
- 对Dimer-QX和Dimer-2CF进行比较分析,以了解三甲基化作用.
- 使用合成的G-Dimers进行有机太阳能电池的制造和表征.
主要成果:
- 三甲基化增加了静电潜力,减少了表面能量,削弱了同类分子包装,同时加强了与供体的异质分子相互作用.
- 这导致了快速组装的抑制,有序包装的较小域,以及混合物中有利的垂直相位分离.
- 由此产生的基于Dimer-2CF的OSC实现了19.02%的功率转换效率,填充系数>80%,在80°C下推算T80为~12,000小时.
结论:
- 异分子相互作用和三甲基化对于设计高效和稳定的OSC材料至关重要.
- 该研究为开发高级G-Dimer材料用于高性能有机太阳能电池提供了一个简单的策略.
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