操纵高性能有机太阳能电池的素添加剂中的σ-孔相互作用,效率为19.8%
Wenzhao Xiong1, Yongjie Cui1,2, Ziyue Zhang1
1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai, 201620, China.
挥发性固体添加剂如1,4-二二二二二 (DFBB) 通过更强的分子间相互作用优化膜形态来增强有机太阳能电池 (OSC). 这导致了设备效率和填充因子的提高.
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:
- 挥发性固体添加剂对于提高有机太阳能电池 (OSC) 性能至关重要.
- 添加电子结构在形态进化中的确切作用尚未完全理解.
研究的目的:
- 研究挥发性添加剂电子结构对OSC形态和性能的影响.
- 探索使用1,4-Dibromobenzene (DBB) 和1,4-Difluoro-2,5-dibromobenzene (DFBB) 作为OSC中的添加剂.
主要方法:
- 理论计算以比较DBB和DFBB的电子特性.
- 使用这些添加剂制造和表征OSC.
- 分析薄膜形态,分子包装和垂直组成.
主要成果:
- 与DBB相比,DFBB由于更高的静电电位和增强的σ孔相互作用,表现出更强的分子间相互作用.
- DFBB促进了有序的分子包装,优化的垂直分布和理想的域大小.
- 基于PM6:L8-BO的OSC与DFBB实现了19.2%的效率和80.8%的填充因子.
- 在其他OSC系统中也观察到类似的增强,D18:L8-BO达到PCE的19.8%.
结论:
- 在挥发性添加剂中调节σ-孔相互作用是优化多尺度形态学的有效策略.
- 通过控制薄膜形成和分子排列,DFBB显著提高了OSC的性能.
- 这种方法为高性能有机太阳能电池提供了一条途径.
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