宽带隙聚合物捐赠者基于胺基替代烯用于非富勒烯有机太阳能电池
Yi Yuan1, Scott Flynn1, Xu Li2
1Department of Chemical Engineering and Waterloo Institute for Nanotechnology (WIN), University of Waterloo, 200 University Ave West, Waterloo, N2L 3G1, Canada.
Macromolecular rapid communications
|June 3, 2024
概括
研究人员开发了新的宽带隙聚合物捐赠者,使用素胺替代的烯 (TS) 为有机太阳能电池 (OSC) 的构建块. PBDTF-TSBT-C16:Y6混合物实现了13.21%的功率转换效率,显示了TS的功率转换效率.
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:
- 非富勒烯受体 (NFAs) 显著提高了有机太阳能电池 (OSC) 的性能.
- 开发兼容的宽带差聚合物供体对于进一步基于NFA的OSC开发至关重要.
- 需要新型的吸收电子的构件来创建高性能聚合物捐赠体.
研究的目的:
- 合成和研究新型宽带隙聚合物捐赠剂,其中包括一个用苏胺胺替代的烯 (TS) 单元.
- 为了评估OSC的光伏性能,使用这些新聚合物与NFA Y6.6混合.
- 展示TS的潜力,作为高效的OSC的构建块.
主要方法:
- 合成了三种新的宽带间隔聚合物 (PBDT-TS-C5,PBDT-TSBT-C12,PBDTF-TSBT-C16),这些聚合物是 TS 的构件.
- 聚合物性质的表征,包括带隙,能量水平和电荷载体的移动性.
- 使用聚合物:Y6混合物制造和测试OSC设备.
主要成果:
- 合成的聚合物表现出互补的带隙和适合的能量水平,以有效地与Y6.6激子解离.
- PBDTF-TSBT-C16表现出增强的孔移动性和较低的HOMO水平,这是由于蒂奥芬间隔剂和替代剂.
- PBDTF-TSBT-C16:Y6混合物实现了13.21%的功率转换效率,其Jsc为26.83 mA cm-2,Voc为0.80 V,FF为0.62.
结论:
- 苏胺替代型烯 (TS) 是宽带隙聚合物捐赠者的有前途的吸收电子的基石.
- PBDTF-TSBT-C16:Y6组合表现出高性能,突出了高级OSC中TS的潜力.
- 对基于TS的聚合物的进一步研究可以加速开发高效和竞争力的有机太阳能电池技术.
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