通过对高效有机太阳能电池的电子受体进行选择性不对称化来增强单点刺激子移位
Renjie Xu1,2, Yuanyuan Jiang1,2, Houyou Lei3
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, P. R. China.
有机太阳能电池 (OSC) 中的选择性不对称化增强了分离的单片激子 (DSE) 的形成. 这一策略通过提高非富勒烯接受器 (NFAs) 的开路电压和短路电流,提高了功率转换效率.
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:
- 有机太阳能电池 (OSC) 传统上依赖于界面电荷转移 (CT) 状态进行激子解离,从而产生电压电流权衡.
- 非富勒烯受体 (NFAs) 通过非局部化单元刺激子 (DSEs) 提供了替代途径,以改善没有CT状态的电荷生成.
研究的目的:
- 研究选择性不对称化对NFAs分子相互作用和光伏特性的影响.
- 探索DSE形成作为一种策略,同时增强OSC的开路电压 (VOC) 和短路电流 (JSC).
主要方法:
- 合成两个不对称的化NFAs (Z12,Z13) 和一个对称的模拟物 (Z11).
- 分子相互作用,堆叠和载体动态的表征.
- 包含合成NFA的OSC设备的制造和性能评估.
主要成果:
- 在Z12中不对称的化促进了增强的分子相互作用和有序的堆叠,促进了DSE的形成.
- D18:Z12设备的功率转换效率为19.5%,超过了Z11和Z13.3的设备.
- 由于改善了DSE形成,观察到VOC和JSC的协同增强.
结论:
- 选择性不对称化是一种有效的策略,可以控制分子配置,并增强NFA中的DSE形成.
- 在NFAs中优化DSE路径可以克服传统的VOC-JSC权衡,从而产生高效的OSC.
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