非富勒烯受体中的功能化侧链促进高效有机太阳能电池的静电相互作用
Yongjoon Cho1, Zhe Sun2, Guoping Li1
1Department of Chemistry, the Materials Research Center, Trienens Institute for Sustainability and Energy Northwestern University, 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.
Journal of the American Chemical Society
|December 18, 2024
概括
具有CF3终端侧链的新型非烯受体显著提高了有机太阳能电池的性能. 不同的连接器长度优化了效率,实现了19.08%的功率转换效率和80.09%的填充因子.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 下一代非烯受体 (NFA) 对于有机太阳能电池 (OSC) 的发展至关重要.
- 像Y6这样的现有NFA已经推动了进步,但需要进一步优化.
研究的目的:
- 设计和表征一系列新的NFAs,具有不同长度的CF3终端侧链.
- 研究这些侧链对分子间相互作用,晶体结构和光伏性能的影响.
- 将这些新的NFA与已建立的Y6接受器进行比较.
主要方法:
- 用CF3终结的侧链合成NFAs (n=1,2,3).
- 单晶X射线衍射用于结构分析.
- 综合光伏特性,包括效率,填充因子和充电流动性测量.
- 与基于Y6的有机太阳能电池进行比较.
主要成果:
- 具有CF3终端侧链的NFAs表现出异常的2D网状晶体结构,具有强烈的分子间相互作用.
- 这些结构特征提高了电荷流动性和光伏性能.
- 不同的CF3终端侧链连接器长度调节了光采集,电荷重组和光伏带隙.
- 使用CF3-(CH2) -CF3连接器的NFA实现了19.08%的功率转换效率和80.09%的填充因子.
结论:
- 在设计有机太阳能电池的高性能NFA时,CF3终端侧链是有效的.
- 基于CF3-(CH2) 2-CF3的NFA显示出卓越和平衡的光伏指标.
- 这种方法为加速下一代有机太阳能电池的开发提供了有希望的策略.
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