对高效有机太阳能电池的聚合物捐赠体的氧基导向纤维化

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:

• 纤维状分子框架对于有机太阳能电池 (OSC) 中有效的电荷传输至关重要.
• 目前的方法主要依赖于光伏半导体的化学结构设计.
• 需要物理方法来诱导纤维状细胞的自我组装.

研究的目的:

• 研究使用阿尔科西西奥芬添加剂来促进BDT类型的聚合物供体中的纤维状自我组装.
• 了解添加剂影响分子间相互作用和纳米纤维形成的机制.
• 评估这些纤维状结构对有机太阳能电池性能的影响.

主要方法:

• 使用了三种氧提奥芬添加剂 (T-2OMe,T-OEH,T-2OEH) 与BDT类型的聚合物捐赠者 (PM6,D18,PBDB-T,PTB7-Th).
• 采用X射线技术和分子动力学模拟来分析分子相互作用和自我组装.
• 使用层层沉积制造的伪散装异质连接 (P-BHJ) 有机太阳能电池.

主要成果:

• 氧添加剂,特别是那些具有 (2-乙基) 氧链的添加剂,诱导自组装成1D纳米纤维.
• 添加剂附着在聚合物供体链上,促进分子间相互作用和纤维细胞形成,在整洁的薄膜和混合物中.
• 结合这些纤维状捐赠体的有机太阳能电池显示了功率转换效率的提高,例如,PM6/L8-BO从18.2%增加到19.2%.

结论:

• 使用阿尔科西西奥芬添加剂的物理策略有效地促进有机太阳能电池中的纤维状分子框架.
• 这种方法增强了充电传输通道,从而提高了设备的性能.
• 这些发现为设计高效的有机光伏材料和设备提供了新的途径.