精确的甲基化产生了具有结网的受体,用于高效率和热稳定的聚合物太阳能电池
Weifei Wei1, Cai'e Zhang1,2, Zhanxiang Chen1
1Shenzhen Key Laboratory of New Information Display and Storage Materials, College of Materials Science and Engineering, Shenzhen University, 518060, Shenzhen, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|December 15, 2023
概括
甲基化通过促进结,增强聚合物太阳能电池的小分子受体 (SMA). 基于Qo2的设备实现了高18.4%的功率转换效率和出色的热稳定性.
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:
- 小分子受体 (SMA) 是聚合物太阳能电池 (PSC) 中的关键组件.
- 分子间结可以提高SMA的效率和稳定性.
- 需要分子设计策略来优化PSC中的SMA性能.
研究的目的:
- 为了研究甲基化对基于 indeno[1,2-b]quinoxalin-11-one (Qox) 的SMA 的性能的影响.
- 探索分子间键在调整晶体包装和SMA的电荷传输特性中的作用.
- 为高性能聚合物太阳能电池开发高效稳定的SMA.
主要方法:
- 使用甲基化策略合成了三种基于Qox的SMA (Qo1,Qo2,Qo3).
- 结晶学分析以确定晶体包装结构和结合相互作用.
- 使用与PM6.6混合合成的SMAs制造PSC设备的制造和表征.
主要成果:
- 甲基化SMAs (Qo2和Qo3) 形成3D网络运输结构,与Qo4.4的2D结构不同.
- Qo2表现出更强大和更多的结相互作用,从而提高了供体-受体混合性和电荷传输.
- 该PM6:Qo2设备实现了18.4%的创纪录功率转换效率 (PCE),显著超过其他设备.
结论:
- 精确的甲基化,诱导分子间键,是设计高效和稳定的SMA的一个有前途的策略.
- 在PM6:Qo2中优化的晶体包装和充电传输有助于其高性能和热稳定性.
- 这项研究强调了分子设计在为下一代太阳能电池开发小分子受体材料方面的重要性.
