调整二胺基第三元件的分子平面性,使其成为高效的三级有机太阳能电池
Yuxiang Li1, Jiaqi Ren1, Shujuan Liu2
1School of Materials Science and Engineering, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an, 710054, P. R. China.
将第三个组件fBTz-2PDI添加到有机太阳能电池 (OSC) 中,显著提高了功率转换效率 (PCE). 控制结晶性的分子设计是高性能三元有机太阳能电池 (t-OSC) 的关键.
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:
- 三级有机太阳能电池 (t-OSC) 提供了一条超越二进制系统的提高功率转换效率 (PCE) 的途径.
- 通过第三组件的分子设计来控制混合物形态,特别是二胺 (PDI) 衍生物,对于高效的t-OSC来说至关重要但具有挑战性.
研究的目的:
- 开发基于PDI的新型第三组件,为t-OSCs量身定制分子平面性.
- 研究第三组件分子平面性和结晶性对t-OSC性能的影响.
- 为了证明各种二进制有机太阳能电池系统中优化第三组件的普遍性.
主要方法:
- 通过循环反应合成两种新的PDI衍生物,ufBTz-2PDI (无形) 和fBTz-2PDI (半晶体).
- 将这些PDI衍生品作为第三组件纳入基于D18:L8-BO的二元有机太阳能电池 (b-OSC) 系统.
- 由此产生的t-OSC性能的表征,包括PCE测量和电荷陷位置的分析.
主要成果:
- 半晶体fBTz-2PDI显著提高了D18:L8-BO系统的PCE,达到18.56%,超过了二进制系统的17.88%.
- 无形的ufBTz-2PDI添加导致充电陷位数增加,PCE降低14.37%.
- fBTz-2PDI证明了其广泛适用性,在多个b-OSC系统中增强了PCE.
结论:
- 调节基于PDI的第三组件的结晶性对于优化t-OSC中的PCE至关重要.
- 开发的fBTz-2PDI具有半晶体性质和A-DA'D-A图案,可以作为高性能t-OSC的有效第三组件.
- 这项研究强调了分子设计在为先进的有机太阳能电池实现高效的非平衡混合形态学方面的重要性.
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