通过终端终端连接的二进制小分子受体:灵活链接器长度对光伏性能的影响
Zhengkai Li1, Qingyuan Wang1, Qi Chen1
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, P. R. China.
Macromolecular rapid communications
|September 3, 2024
概括
模态小分子受体 (SMA) 提高有机太阳能电池 (OSC) 的性能. 一个新的DY-Ar-5接受器实现了15.76%的功率转换效率 (PCE) 由于优化的分子包装和电荷传输.
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:
- 小分子受体 (SMA) 和聚合物受体为有机太阳能电池 (OSC) 提供了优势.
- 对SMAs的模度化是一种有希望的策略,可以提高功率转换效率 (PCE) 和运行稳定性.
- 设计有效的二维链接器仍然是性能改进的挑战.
研究的目的:
- 为高性能OSC合成和研究新的二维受体.
- 探索灵活间隔器长度对分子包装和设备特性的影响.
- 建立高性能非富勒烯受体的设计原则.
主要方法:
- 合成了三种新的二维受体 (DY-Ar-4,DY-Ar-5,DY-Ar-6),采用"端到端"策略,使用可变的灵活间隔器 (八,十,十二).
- 系统地研究间隔器长度对设备性能的影响.
- 形态分析以了解分子包装和PCE之间的关系.
主要成果:
- DY-Ar-5显示出更紧和有序的分子包装,从而产生最佳的形态.
- 使用PM6:DY-Ar-5制造的有机太阳能电池 (OSC) 实现了15.76%的最大功率转换效率 (PCE).
- 增强和平衡的载体流动性,以及减少载体重组,有助于高PCE.
结论:
- 使用非结合联结单元的二元化策略对于设计高性能非富勒烯受体是有效的.
- 间隔器长度在控制分子包装和优化OSC性能方面发挥着至关重要的作用.
- 开发的DY-Ar-5受体代表着有机太阳能电池技术的重大进步.
