小分子捐赠者为非素溶剂制造的有机太阳能电池设计规则
Xiaoming Ma1,2, Caixuan Wang1,3, Dan Deng1
1Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication of Chinese Academy of Sciences, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 8, 2023
概括
研究人员为有机太阳能电池 (OSC) 开发了新的材料设计规则. 小分子供体:聚合物受体 (SMD:PA) OSCs需要内在结晶,而全小分子 (ASM) OSCs受益于高效的热.
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:
- 有机太阳能电池 (OSC) 是一个有前途的可再生能源技术.
- 小分子捐赠者:聚合物接受者 (SMD:PA) OSCs因未定义的材料匹配规则而落后于全小分子 (ASM) OSCs.
- 开发有效的材料选择和加工策略对于提高OSC性能至关重要.
研究的目的:
- 调查ASM和SMD:PA系统中供体特性和热处理 (TA) 的不同选择规则.
- 了解末盖替代剂如何影响分子包装和设备性能.
- 为ASM和SMD提供设计高效材料的指导:PA OSCs.
主要方法:
- 合成的小分子供体与乙烯 (MPhS-C2) 和 (MPhS-Ph) 末盖替代剂.
- 使用四基 (THF) 溶剂的加工设备.
- 制造和表征了ASM和SMD:PA有机太阳能电池.
- 分析了分子包装,形态和能量损失机制.
主要成果:
- MPhS-Ph证明了优越的分子包装,使SMD:PA设备在没有TA的情况下具有高性能.
- 由于其最初的劣质包装,MPhS-C2在具有TA的ASM设备中表现更好.
- 使用非素溶剂实现了MPhS-Ph:PYF-T-o (SMD:PA) 的12.1%和MPhS-C2:BTP-eC9 (ASM) 的15.7%的尖端功率转换效率 (PCE).
- 形态优化优势 (旋转涂层与TA) 与能量损失相关.
结论:
- 对于SMD:PA-OSCs来说,固有的强结晶是可取的.
- 对于ASM-OSCs来说,自旋涂层和热处理后的高混合性是有益的.
- 为高效率的ASM和SMD制定了不同的材料设计规则:PA OSCs.
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