通过 π 结合扩展形成的多臂诺素基受体,用于高效的有机太阳能电池
Xinya Ran1,2, Dingding Qiu1, Yanan Shi3
1CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China. lvk@nanoctr.cn.
研究人员为有机太阳能电池 (OSC) 开发了新的多臂小分子接受器 (SMA). 该TQx-IC分子表现出卓越的性能,在OSC设备中实现了17.36%的功率转换效率 (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:
- 小分子受体 (SMA) 对于有机太阳能电池 (OSC) 来说至关重要.
- 多臂SMA增强分子间相互作用和分子堆叠.
- 现有的多臂SMA合成通常依赖于锡化合物.
研究的目的:
- 开发基于昆素核心的新型多臂SMA,避免化合物.
- 调查这些新SMA的结构-财产关系.
- 使用这些新型材料来优化OSC性能.
主要方法:
- 两种多臂SMA的合成:FQx-IC (4臂) 和TQx-IC (3臂),基于一个昆素核.
- 使用这些SMA与聚合物供体混合的OSC设备的制造和表征 (D18).
- 探索三元混合策略,将TQx-IC纳入D18:Y6系统.
主要成果:
- 与FQx-IC相比,TQx-IC表现出有利的分子导向,薄膜形成,相位分离和电荷传输.
- 基于D18:TQx-IC的OSC实现了17.36%的功率转换效率 (PCE),超过了D18:FQx-IC (16.24%).
- D18:Y6:TQx-IC的三元混合物达到18.82%的优秀PCE.
结论:
- 从中央核心扩展多个臂是设计SMA的可行和更简单的策略.
- 多臂分子设计有效调节OSC中的分子堆叠,吸收和设备性能.
- TQx-IC是高效率有机太阳能电池的一个有希望的材料.
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