为高效的有机太阳能电池构建夏洛克形状的巨型分子受体
Shengjie Xu1, Qixin He1, Xiaonan Xue2
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Transformative Molecules, In situ Center for Physical Science, and Center of Hydrogen Science Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|May 3, 2025
概括
研究人员为有机太阳能电池 (OSC) 开发了新的巨型分子材料,以提高设备的稳定性. 该T-Qx-15Cl材料实现了高玻璃过渡温度 (Tg) 和超过20%的功率转换效率 (PCE).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 非富勒烯小分子受体已经推进了有机太阳能电池 (OSC),但引入了稳定性问题.
- 通过更高的玻璃过渡温度 (Tg) 提高形态稳定性是OSC材料设计的关键策略.
研究的目的:
- 合成新的三叶草形巨分子材料,以提高OSC的稳定性和性能.
- 通过调节素置换来研究这些巨型分子的结构-性质关系.
主要方法:
- 基于Qx系列小分子的T-Qx系列巨分子的合成.
- 系统调节终端和中心原子以控制分子构造.
- 使用合成材料制造和表征光伏设备.
主要成果:
- 完全用替代的T-Qx-15Cl表现出最大的扭转角度 (~40°) 和最高的Tg (188°C).
- 设备显示低非辐射能量损失 (~0.21 eV) 和高开放电路电压 (Voc > 0.93 V).
- 与PM6聚合物供体一起,T-Qx-15Cl实现了功率转换效率 (PCE) 超过20%.
结论:
- 巨型分子设计有效提高OSC形态稳定性和设备性能.
- 通过素替代对分子构成的精确控制可以提高光伏的性能.
- 该T-Qx-15Cl材料显示出高效率和稳定的有机太阳能电池的巨大潜力.
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