含有meta-Octyloxy-phenyl-Modified Dithieno[3,2-f]:2',3'-h]quinoxaline单元的特聚合物,使有效的有机太阳能电池成为可能
Yuchen Zhou1, Shujuan Liu1, Zezhou Liang2
1Xi'an Key Laboratory of Liquid Crystal and Organic Photovoltaic Materials, State Key Laboratory of Fluorine and Nitrogen Chemicals, Xi'an Modern Chemistry Research Institute, Xi'an, Shaanxi 710065, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|March 6, 2024
概括
研究人员使用随机三元共聚合开发了有机太阳能电池的新聚合物供体. 新型聚合物Z6与Y6混合,实现了17.01%的功率转换效率,超过了控制装置.
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:
- 聚合物电子捐赠者对于有机光伏 (OPV) 具有至关重要的作用,随着小分子受体的兴起.
- 为了提高OPV性能,需要进一步改进聚合物供体设计.
- 随机三元共聚化为调整聚合物结构提供了一种多功能策略.
研究的目的:
- 通过在PM6.6中加入一个新的电子吸收部分来合成新型的聚合物电子捐赠体.
- 调查新部门对聚合物能量水平,薄膜吸收和光伏性能的影响.
- 为了证明这些聚合物在高效率有机太阳能电池中的潜力.
主要方法:
- 通过将2,3-bis(3-octyloxyphenyl) diithieno[3,2-f:2',3'-h]quinoxaline衍生物 (C12T-TQ) 通过随机三元共聚化将其纳入PM6中来合成一系列的聚合物.
- 合成聚合物的表征,包括能量水平测量和薄膜吸收系数的确定.
- 使用与Y6混合的合成聚合物制造有机太阳能电池设备的制造和测试,将性能与控制设备进行比较.
主要成果:
- 加入C12T-TQ单元有效地加深了由此产生的聚合物的最高占有分子轨道能量水平.
- 聚合物Z6具有10%的C12T-TQ比率,在合成的聚合物中表现出最高的薄膜吸收系数 (9.86 × 10^4 cm^-1).
- Z6:Y6混合物显示出更好的可混合性,结晶性,抑制重组,增强激子分离和更快的孔转移,导致功率转换效率为17.01%.
结论:
- 这种新型的meta-octyloxy-phenyl-modified dithienoquinoxaline部分在开发有前途的聚合物捐赠者方面是有效的.
- 随机三元共聚化是一种可行的策略,用于为有机太阳能电池创建高性能聚合物供体.
- 该Z6:Y6装置实现了比PM6:Y6控制器更高的效率,突出显示了新的聚合物设计的好处.
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