聚合型小分子受体具有西洛终结侧链,用于机械坚固的全聚合物太阳能电池
Jiayi He1, Di Zhang1, Junfeng Liu1
1Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China.
研究人员为有机太阳能电池 (OSC) 开发了新的锡洛终结侧链. 这些链条既提高了功率转换效率 (PCE),也提高了灵活电子产品的伸展性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 灵活和可拉伸的有机太阳能电池 (OSC) 对可穿戴电子产品至关重要.
- 在OSC中同时实现高功率转换效率 (PCE) 和出色的伸展性仍然是一个挑战.
- 目前的高性能OSC经常使用聚合物捐赠者 (PD) 和小分子受体 (SMA).
研究的目的:
- 合成和评估一种新型的聚合小分子受体 (P-SMA) 具有西洛终结侧链 (PY-SiO).
- 为了比较PY-SiO的光伏和机械性能与以乙基基终结侧链 (PY-EH) 的参考P-SMA.
- 调查素终结侧链在高性能,可拉伸的OSC中的潜力.
主要方法:
- 合成PY-SiO和PY-EH聚合小分子受体.
- 使用PBDB-T作为聚合物供体制造全聚合物太阳能电池 (全PSC).
- 光伏性能 (PCE) 和机械性能 (裂纹发生应变) 的表征.
- 在机械应变下对设备性能的评估.
主要成果:
- PY-SiO的结合优化了膜形态,增强了分子聚合和电荷传输.
- 所有基于PBDB-T/PY-SiO的PSC都获得了较高的PCE (12.04%) 与PBDB-T/PY-EH (10.85%) 相比.
- 用西洛终结的侧链改善了薄膜裂纹开始的应变 (PY-SiO为18.32%,PY-EH为11.15%).
- 在20%的应变下,可伸缩的全PSC与PY-SiO保持>70%PCE,优于基于PY-EH的设备.
结论:
- 在OSC中,以西洛终结的侧链有效地同时增强PCE和伸展性.
- 优化的分子聚合和膜形态学有助于提高设备性能.
- PY-SiO代表了开发下一代高性能,可拉伸的有机电子产品的一个有希望的材料.
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