绿色溶剂加工的全聚合物太阳能电池通过分子设计和侧链工程提高了效率和稳定性
Changhao Xiang1, Jiaxun Peng1, Dakang Wu1
1Key Laboratory of Environmentally Friendly Chemistry and Application of Ministry of Education, College of Chemistry, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 12, 2025
概括
开发用于全聚合物太阳能电池 (AP-SC) 的高性能聚合物接受器对于可再生能源至关重要. 这项研究设计了具有增强共平面性和分子包装的聚合物,实现了15.38%的功率转换效率和更好的稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 全聚合物太阳能电池 (AP-SCs) 提供了有前途的环保和稳定的可再生能源解决方案.
- 开发高效的聚合物接受器是提高AP-SC性能的关键.
- 之前的研究强调了聚合物结构对设备特性的影响.
研究的目的:
- 为高性能AP-SCs设计和合成新型聚合物受体 (PYF-U和PYF-BO).
- 研究非共价相互作用和侧链工程对聚合物特性的影响.
- 优化分子包装和膜形态,以提高设备的效率和稳定性.
主要方法:
- 合成两种聚合物,PYF-U和PYF-BO,其中包括二替代的迪宁和二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二
- 聚合物的特性,包括脊柱共平面性,分子间聚合,分子包装和结晶性.
- 使用PM6:PYF-U和PM6:PYF-BO混合物的AP-SC的制造和性能测试.
主要成果:
- 与PYF-U相比,PYF-BO表现出增强的共平面性,这是由于非共价相互作用和较强的分子间聚合与2 - - 丁烯酸链.
- PM6:PYF-BO薄膜显示出更主导的面对面分子包装和更高的结晶度.
- PM6:PYF-BO AP-SC实现了15.38%的功率转换效率,超过了PM6:PYF-U设备 (14.27%),并证明了卓越的操作稳定性 (T80寿命为1789小时而不是826小时).
结论:
- 结合非共价相互作用以实现骨干共平面性,并结合侧链工程以优化包装和形态,是高性能聚合物接受器的有效策略.
- PYF-BO代表了开发高效和稳定的全聚合物太阳能电池的有希望的材料.
- 这项研究为下一代有机光伏材料的合理设计提供了宝贵的见解.
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