操纵基内侧链的受体,用于高效的成型有机太阳能电池
Bao Zhang1, Mengyun Jiang1, Peng Mao1
1Key Laboratory of Cluster Science of Ministry of Education, Beijing Key Laboratory of Photoelectric/Electrophotonic Conversion Materials, School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|July 17, 2024
概括
研究人员开发了新的小分子接受器,用于高效的成型有机太阳能电池 (OSC). 修改基侧链改善了膜形态和设备性能,实现了创纪录的18.29%的效率.
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:
- 造式有机太阳能电池 (OSC) 为低成本可再生能源发电提供了一个有希望的途径.
- 优化OSC的形态和能量水平对于提高设备效率至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成具有量身定制的基侧链的新型小分子受体 (A1-A5).
- 调查基链延伸对薄膜形态和设备性能在造OSCs的影响.
- 为高性能OSC建立控制分子间相互作用和薄膜形成的战略.
主要方法:
- 合成五个小分子受体 (A1-A5) 具有不同的基侧链长度.
- 薄膜属性的表征,包括吸收光谱和能量水平.
- 现场技术用于研究薄膜形成动态和分子组装.
- 作为造的OSC设备的制造和性能测试.
主要成果:
- 基链的延伸导致了蓝色转移的吸收光谱和略高的LUMO水平.
- 增加的基链长度提高了接受者-捐赠者的兼容性,促进了捐赠者阶段的形成.
- 增强膜形态,具有有利的纤维结构,分子堆叠和垂直相分离.
- 从A1到A5基设备观察到填充因子的增量改善.
- 基于A3的造式OSC实现了18.29%的创纪录功率转换效率.
结论:
- 将基侧链定制在醇基因上是一种优化OSC性能的有效策略.
- 控制分子间相互作用和薄膜形成动态是高效的成型设备的关键.
- 开发的接受器和战略为商业上可行的,低成本的有机太阳能电池铺平了道路.
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