用于高效和稳定的聚合物太阳能电池的低扩散系数的M系列二度接收器
Yuhang Zhu1, Yunlong Ma1, Li Liu1,2
1State Key Laboratory of Structure Chemistry, Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou, 350002, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|August 19, 2024
概括
研究人员为聚合物太阳能电池开发了新的平面二分化受体 (DA). DMT-HF分子表现出卓越的功率转换效率和显著的热稳定性,达到17.17%的PCE.
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:
- 比起小分子受体 (SMA),二度受体 (DA) 具有优势,因为它保留了分子间相互作用和光伏特性.
- 目前高效的DA通常来自香形结构,可能导致设备稳定性差.
- 从线性形状的SMA合成的平面DA提供了一种替代方法来增强稳定性和性能.
研究的目的:
- 从线性形状的M系列SMA设计和合成两个新的平面二度受体 (DMT-FH和DMT-HF).
- 研究化位置对扩散系数,功率转换效率 (PCE) 和设备稳定性的影响.
- 为开发高效,稳定的有机太阳能电池建立结构-财产关系.
主要方法:
- 通过将线性M系列SMA与一个烯单元连接,合成两个平面二度受体 (DMT-FH和DMT-HF).
- 对化位置对分子扩散,光伏性能和热稳定性的影响进行系统研究.
- 设备制造和表征,包括功率转换效率 (PCE) 测量和在热应力下长期稳定性测试.
主要成果:
- 与DMT-FH相比,DMT-HF在末端的idanone组上含有化,表现出增强的分子间相互作用和更好的设备性能.
- 基于DMT-HF的优化设备在基于线性SMA的DA中实现了创纪录的PCE17.17% .
- DMT-HF表现出极好的热稳定性,在85°C加热5000小时后保留了93%以上的初始PCE,这是由于其低扩散系数 (3.36×10−24 cm2/s).
结论:
- 化位置显著影响分子间相互作用,扩散系数和平面DA的稳定性.
- 平面的DMT-HF结构对开发高效和稳定的聚合物太阳能电池非常有前途.
- 战略分子设计,特别是控制分子间相互作用和扩散,对于推进有机光伏技术至关重要.


