无素宽带差距聚合物捐赠者基于迪亚诺比提奥芬,用于高效的有机太阳能电池
Xiyue Yuan1, Bo Zhang1,2, Youle Li1
1Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices Guangdong Basic Research Center of Excellence for Energy & Information Polymer Materials State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices South China University of Technology Guangzhou 510640 Guangdong, China.
ACS applied materials & interfaces
|January 15, 2025
概括
研究人员使用二基亚诺比提奥芬 (2CT) 单元开发了有机太阳能电池 (OSC) 的新聚合物供体. 这导致了高功率转换效率 (PCE) 15.3%,通过优化分子包装和减少能量损失.
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:
- 合聚合物捐赠者对于有机太阳能电池 (OSC) 来说至关重要.
- 关键特性包括合成可访问性,合适的能量水平和聚合行为.
- 开发高性能,无素的聚合物供体是一个活跃的研究领域.
研究的目的:
- 为了合成新型,高性能,无素的聚合物捐赠体,使用非融合电子缺陷二二甲 (2CT) 构建块.
- 调查侧链工程和加工方法对OSC性能的影响.
- 探索2CT单元在减少OSC的能源损失方面的潜力.
主要方法:
- 合成了两种新型聚合物供体,PB2CT-BO和PB2CT-HD,其中包括2CT单元.
- 使用这些聚合物与BTP-CN-HD接受器配对制造大量异质连接 (BHJ) 有机太阳能电池.
- 使用层对层 (LbL) 处理方法优化活性层形态.
- 设备性能的表征,包括功率转换效率 (PCE) 和能量损失 (E_loss).
主要成果:
- 带有较短基链的PB2CT-BO显示了增强的包装和结晶性.
- 基于PB2CT-BO的OSC在标准BHJ配置中实现了14.2%的PCE.
- LbL方法改善了分子包装和形态,导致显著的PCE为15.3%.
- 在LbL处理的设备中,观察到能量损失 (E_loss) 减少到0.514 eV.
结论:
- 2CT构建块对于开发高效的聚合物捐赠者来说非常有前途.
- 侧链工程和LbL处理是提高OSC性能的有效策略.
- 在OSC中实现高PCE与优化形态和最小化能量损失密切相关.
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