在有机太阳能电池的Difluorobenzene-Rhodanine小分子受体中优化基侧链
Jongchan Choi1, Chang Eun Song2, Eunhee Lim3
1Department of Chemistry, Kyonggi University, Suwon 16227, Republic of Korea.
具有可调节侧链的新型非富勒烯受体 (NFAs) 被合成为有机太阳能电池 (OSCs). 该T-2FB-T-HDRH NFA通过溶剂蒸汽回火实现了4.49%的功率转换效率,通过溶剂蒸汽回火改进了薄膜形态.
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:
- 有机太阳能电池 (OSC) 需要高效的非富勒烯受体 (NFAs).
- 调整分子结构是优化NFA性能和处理的关键.
- 基侧链影响溶解性,结晶性和薄膜形态.
研究的目的:
- 合成新型NFAs,其核心为二二二二 (T-2FB-T) 和基替代的罗丹 (RH) 末端组.
- 研究不同基侧链长度和体积 (octyl,2-butyloctyl,2-hexyldecyl) 对NFA特性的影响.
- 使用最有前途的NFA,制造和描述有机太阳能电池.
主要方法:
- 三种NFAs的化学合成:T-2FB-T-ORH,T-2FB-T-BORH,以及T-2FB-T-HDRH. 这三种NFAs的化学合成.
- 光学性质,分子结晶性和可溶性测量.
- 使用PTB7-Th作为捐赠体和T-2FB-T-HDRH作为接受体制造OSC.
- 功率转换效率 (PCE) 测量和原子力显微镜 (AFM) 分析.
- 溶剂蒸汽回火 (SVA) 的优化.
主要成果:
- 无论链的变化,NFAs都表现出类似的光学特性.
- 基侧链显著影响了分子结晶性和可溶性.
- T-2FB-T-HDRH显示出优越的溶解性,使OSC制造成为可能.
- 基于PTB7-Th和T-2FB-T-HDRH的OSC在SVA之后实现了4.49%的PCE.
- SVA处理改善了电荷的移动性,并导致了光滑,均的薄膜形态,没有过度聚合.
结论:
- 基侧链工程对于定制OSC中的NFA溶解度和薄膜形成至关重要.
- 在OSC应用中,T-2FB-T-HDRH是一个有前途的NFA.
- 溶剂蒸汽回火是优化基于T-2FB-T-HDRH的OSC性能的一个有效方法.
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