使用非素溶剂加工的高效全小分子有机太阳能电池.
Wei Gao1, Ruijie Ma2, Top Archie Dela Peña3,4
1Xiamen Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Advanced Manufacturing, Institute of Luminescent Materials and Information Displays, College of Materials Science and Engineering, Huaqiao University, Xiamen, 361021, China.
研究人员开发了一种用于有机太阳能电池的新型小分子供体,使用非素溶剂实现了高功率转换效率. 这一突破提高了这些环保太阳能技术的商业可行性.
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:
- 全小分子有机太阳能电池 (SMOSCs) 由于可重复性和非溶剂加工而具有商业化潜力.
- 在非素加工的SMOSC中提高功率转换效率 (PCE) 仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 设计和合成一个小分子供体 (BM-ClEH),增强分子预聚合和膜形态在非溶剂.
- 研究分子内-硫非共价相互作用对SMOSC性能的影响.
主要方法:
- 合成小分子供体BM-ClEH利用分子内-硫非共价相互作用.
- 制造二元和三元SMOSC,使用四基 (THF) 作为非素溶剂.
- 太阳能电池的性能特征,包括功率转换效率 (PCE) 测量.
主要成果:
- 基于BM-ClEH:BO-4Cl的四氨酸加工的SMOSC在热后达到15.0% (二进制) 和16.1% (三进制) 的高PCE.
- 在BM-ClEH中-硫相互作用促进了有益的预聚合和改善膜微观形态.
- 缺乏这种相互作用的控制分子 (BM-HEH) 由于分子包装失序和不高效的刺激子解离,表现不佳.
结论:
- 设计的小分子供体BM-ClEH可使SMOSCs高效的非素溶剂加工.
- 内部分子非共价相互作用对于优化分子聚合和设备性能至关重要.
- 这项研究促进了环保SMOSC的发展,并为未来的材料设计提供了洞察力.
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