子[1,2-b:4,5-b']二基聚合物捐赠剂与甲侧链实现高性能有机太阳能电池
Linglong Ye1, Rui Zeng2, Yuheng Man3
1Key Laboratory of Environmentally Friendly Chemistry and Applications of Ministry of Education, College of Chemistry, Xiangtan University, Xiangtan 411105, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|July 7, 2025
概括
基于[1,2-b:4,5-b]difuran (BDF) 的聚合物捐赠者显示出对高效有机太阳能电池 (OSC) 的巨大承诺. 新的BDF聚合物实现了19.10%的效率,超过了传统的BDT基材料.
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:
- 高性能聚合物捐赠者对于高效的有机太阳能电池 (OSC) 是至关重要的.
- 子[1,2-b:4,5-b']二硫 (BDT) 单位主导着当前表现最好的OSC.
- 由于效率较低,基于[1,2-b:4,5-b']二甲 (BDF) 的聚合物较少被探索.
研究的目的:
- 为高效的OSC设计和合成基于BDF单元的新型聚合物供体.
- 为了研究新聚合物供体的结构-属性关系.
- 将基于BDF的OSC与基于BDT的传统OSC的性能进行比较.
主要方法:
- 合成了一种新的聚合物供体PBDF-CB,其中包括甲BDF和化三醇单元.
- 描述PBDF-CB最高占成的分子轨道 (HOMO) 能量水平和自我组装结构.
- 有机太阳能电池的制造和性能测试使用PBDF-CB和非对称接受器 (LC301).
主要成果:
- PBDF-CB具有很高的HOMO能量水平 (-5.62 eV) 和有利的自组装能力.
- 基于PBDF-CB和LC301的OSC实现了19.10%的高功率转换效率.
- PBDF-CB设备显示高开通电路电压 (V_oc) 为0.911V,填充系数为79.1%.
结论:
- 基于BDF的聚合物捐赠者对高性能OSC有很大的潜力.
- PBDF-CB的分子设计增强了V_oc和电荷传输.
- 基于PBDF-CB的OSC由于改进的分子包装和可混合性,优于传统的BDT设备.


