化二子[f,h]素单元构建了2%效率有机太阳能电池的2D结合式客受体
Jingshun Gao1,2, Hairui Bai1, Ping Li1
1State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, 710049, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|June 17, 2024
概括
小分子受体的化增强有机太阳能电池的效率. 在三元器件中化特定的2D结合芯提高了功率转换效率,达到19.0%.
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:
- Y系列小分子受体 (Y-SMA) 的化是优化二元有机太阳能电池 (OSC) 光电性能的关键.
- 在三元OSCs的2D结合核心内,变异化对客Y-SMAs的影响仍未得到充分探索.
研究的目的:
- 系统地研究不同化策略对三元有机太阳能电池性能的影响.
- 开发和表征新的2D结合Y-SMAs,其中包含不同素 (H,Cl,Br,I) 集成到二[f,h]素核中.
主要方法:
- 合成四种2D结合的Y-SMAs (X-QTP-4F),包括无素,化,化和化变种.
- 使用PM6:L8-BO作为宿主和合成的X-QTP-4F作为客接受器的三元OSCs的制造和表征.
- 对分子性质,膜形态,能量水平和设备性能指标的分析.
主要成果:
- 化Cl-QTP-4F表现出优越的特性:更高的吸收系数,优化的结晶性和包装性,以及适合补充吸收的能量水平.
- 结合Cl-QTP-4F (PM6:L8-BO:Cl-QTP-4F) 的三元器件显示出增强的形态,晶体性和垂直相分布,改善了电荷动态.
- 基于PM6:L8-BO:Cl-QTP-4F的OSC实现了19%的最先进的功率转换效率 (PCE),优于其他化变体和二进制主机.
结论:
- 在Y-SMA中,二维结构的二[f,h]素核的化,特别是化,是提高三元OSC性能的一种高度有效的策略.
- 化诱导的优化光电特性和形态对于增强电荷生成,传输和提取至关重要,从而导致更高的PCE.
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