通过氨酸异构化增强D/A相互作用,以提高光伏性能
Hanping Wu1, Jifa Wu1, Feng Tang1
1State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, Guangdong Basic Research Center of Excellence for Energy & Information Polymer Materials, South China University of Technology, 381 Wushan Road, Guangzhou, 510640, China.
ChemSusChem
|August 5, 2024
概括
捐赠者异构显著影响有机太阳能电池 (OSC) 的性能. 合成元链接供体 (m-ph-ZnP2) 提高了供体/受体相互作用和功率转换效率 (PCE) 的5.43%,相比于对链接供体.
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:
- 供体/接受体 (D/A) 相互作用对于有机太阳能电池 (OSC) 的性能至关重要.
- 异构体对D/A相互作用在OSCs的影响仍未得到充分研究.
- 通过异构化来优化分子几何和性能,可以提高设备的效率.
研究的目的:
- 调查捐赠者异构对OSC中的D/A相互作用的影响.
- 合成和表征两个小分子捐赠体,m-ph-ZnP2和p-ph-ZnP2,在结位上有所不同.
- 为了将结构修改与光伏性能相关联.
主要方法:
- 合成基于甲基和基链接的氨酸的小分子捐赠体 (m-ph-ZnP2和p-ph-ZnP2).
- 使用合成的捐赠体和PC61BM制造和表征二元OSC.
- 包含m-ph-ZnP2,Y6和PC61BM的三元OSC的制造和表征.
- 对D/A相互作用,电荷转移和重组动态的分析.
主要成果:
- 与p-ph-ZnP2.2相比,m-ph-ZnP2表现出减少的自我聚合和与PC61BM增强的相互作用.
- 基于m-ph-ZnP2的二进制OSC实现了5.43%的功率转换效率 (PCE),明显高于p-ph-ZnP2设备的2.03%.
- 在m-ph-ZnP2器件中,性能提升归因于更强的分子内电荷转移 (ICT),改善的D/A相互作用和抑制的电荷重组.
- 三级器件 (m-ph-ZnP2:Y6:PC61BM) 的PCE达到了8.34%.
结论:
- 供体异构是调整D/A相互作用和优化OSC性能的一个关键因素.
- 在m-ph-ZnP2中的元链接促进了优越的D/A相互作用,导致更高的PCE.
- 这项研究为设计有机太阳能电池高效的小分子供体提供了宝贵的见解.
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