新的聚合物受体基于[1,2-b:4,5-b']不同组件,用于高效的全聚合物太阳能电池
Pengchao Wang1,2, Fan Feng2, Tong Liu1
1School of Polymer Science and Engineering, Qingdao University of Science & Technology, Qingdao, 266042, China.
Macromolecular rapid communications
|December 18, 2024
概括
研究人员开发了新的聚合物受体 (PAs) 与[1,2-b:4,5-b']difuran (BDF) 单元用于高性能全聚合物太阳能电池. 这种设计改善了混合物形态,从而提高了二进制和三进制系统的功率转换效率.
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:
- 高性能批量异质连接 (BHJ) 全聚合物太阳能电池需要优化聚合物混合物的聚合和混合性.
- 设计有效的聚合物受体 (PAs) 对于控制形态和提高设备性能至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成新型的聚合物受体 (PAs),其中包含[1,2-b:4,5-b\]二 (BDF) 部分.
- 研究BDF单元和替代对PAs的特性及其在太阳能电池中的性能的影响.
- 探索这些新的PA在二进制和三进制混合系统中的潜力,以提高功率转换效率.
主要方法:
- 合成了两个新的聚合物受体,PYF和PYF-Cl,其中包括BDF部分.
- 合成的PAs. 的结构和电子特性.
- 使用PM6:PYF和PM6:PYIT:PYF系统制造和测试散装异质连接全聚合物太阳能电池.
主要成果:
- 该BDF部分促进强大的分子间相互作用和π-π堆叠,导致有利的薄膜形态.
- 由重的侧组围绕的BDF单元增强了可混合性,并控制了聚合物链的纠.
- 基于PM6:PYF的太阳能电池实现了11.82%的功率转换效率 (PCE).
- 在三元系统中,PM6:PYIT:PYF显著改善了PCE的17.05%,超过了宿主系统 (15.87%).
结论:
- BDF部分是设计全聚合物太阳能电池中高性能聚合物受体的关键结构元素.
- 由BDF单元促进的优化聚合和适度的可混合性,对于实现高效的BHJ形态是至关重要的.
- 开发的PA对提高有机光伏设备的效率有很大的前景.


