非共价相互作用提高了基于巨型分子受体的有机太阳能电池的性能和稳定性
Jiaxun Peng1, Fei Meng2, Jing Cheng1
1Key Laboratory for Green Organic Synthesis and Application of Hunan Province, Key Laboratory of Environmentally Friendly Chemistry and Application of Ministry of Education, College of Chemistry, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China.
研究人员为稳定的有机太阳能电池 (OSC) 设计了新的巨型分子受体. 通过增强的分子包装和膜结构,DYFV接受器提高了设备性能和稳定性.
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:
- 巨分子受体对于开发高性能和稳定的有机太阳能电池 (OSC) 至关重要.
- 设计具有优化性能的有效接受器是推进OSC技术的关键.
研究的目的:
- 设计和合成新的巨型二维接受器,DYV和DYFV.
- 调查分子内非共价相互作用对分子性质和器件性能的影响.
- 根据这些新的接受器,评估OSC的光伏性能和长期稳定性.
主要方法:
- 合成DYV和DYFV巨型二维接受器.
- 光学和电子属性的表征.
- 使用D18:DYFV和D18:DYV混合物的有机太阳能电池设备的制造和测试.
- 对薄膜形态,分子包装和载体移动性的分析.
主要成果:
- 与DYV相比,DYFV表现出红移吸收,下移能量水平,以及改善的分子间包装.
- 在DYFV中的分子内H···F相互作用促进了脊柱平面性.
- D18:DYFV片展示了一个纳米纤维结构,面对面的方向,以及平衡的载体移动性.
- 基于D18:DYFV的OSC实现了17.88%的功率转换效率和超过45,000小时的稳定性 (t80).
结论:
- 内分子非共价相互作用是设计先进的巨分子受体的有效策略.
- DYFV显著提高有机太阳能电池的效率和稳定性.
- 这项工作为开发下一代稳定和高性能有机太阳能电池提供了途径.
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