固体添加剂的异构化工程通过操纵活性层的分子堆叠和聚合来实现高效的有机太阳能电池
Yawei Miao1, Yanna Sun1, Wentao Zou1
1Shandong Provincial Key Laboratory for Science of Material Creation and Energy Conversion, Institute of Frontier Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Qingdao, 266237, P. R. China.
研究人员探索了异构体固体添加剂,以改善有机太阳能电池 (OSC). 该研究发现,特定的添加剂设计增强了形态,从而使小分子和聚合物基OSC的功率转换效率更高.
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:
- 形态控制对于高性能有机太阳能电池 (OSC) 来说至关重要.
- 同位体固体添加剂如何影响混合物形态和OSC性能的确切机制尚不清楚.
- 固体添加剂为微调活性层形态提供了一个有希望的策略.
研究的目的:
- 研究OSC中异构体固体添加剂的工作机制.
- 探索固体添加剂中化和化核心单元对混合物形态和设备性能的影响.
- 验证异构化工程在最先进的聚合物OSC中的有效性.
主要方法:
- 设计和合成两种异构体固体添加剂 (M1和M2) 的设计和合成.
- 使用合成添加剂制造和表征全小分子OSC (ASM OSC) 和聚合物OSC.
- 分析添加物结构,活性层形态和设备性能之间的关系.
主要成果:
- 添加式M1,具有较小的硬体阻碍和较大的二极极矩,促进了更好的π-π堆叠和聚合.
- 经M1处理的ASM OSC实现了17.57%的功率转换效率,超过了M2处理的设备 (16.70%).
- 经M1处理的聚合物OSC (D18-Cl:PM6:L8-BO) 达到了19.70%的特殊效率 (认证为19.34%).
结论:
- 固体添加剂的异构化工程是优化OSC形态和性能的有效策略.
- 这些发现为设计高级有机太阳能电池的优质固体添加剂提供了宝贵的见解.
- 这项工作阐明了异构体固体添加剂的基本机制,为未来的OSC开发铺平了道路.
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