通过绿色溶剂处理有机太阳能电池的基侧链工程来调节供体聚合
Tongzi Li1, Ziyue Zhang1, Xuelong Dai1
1State Key Laboratory of Advanced Fiber Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 28, 2025
概括
研究人员使用绿色溶剂开发了新的有机太阳能电池. 长链的分子设计改善了形态,并提高了可持续能源的功率转换效率超过60%.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 可持续的化学
背景情况:
- 有机太阳能电池的可扩展制造需要用环保替代品取代有毒的素溶剂.
- 使用非化溶剂处理OSC通常会导致由于无控制的供体聚合而导致形态不佳和设备性能受限.
研究的目的:
- 在绿色加工条件下开发分子设计策略,以有效控制OSC的形态.
- 用环境良好的溶剂制造的高性能OSC.
主要方法:
- 通过随机共聚化D18-Cl与DTBT-HD单元合成了一系列聚物 (D18-Cl-xHD),引入长偶数链.
- 通过理性侧链工程微调的聚合物溶解性和聚合行为.
- 从o-xylene中处理了优化的聚合物 (D18-Cl-10HD),并描述了其性能和形态.
主要成果:
- 优化的聚物D18-Cl-10HD在从o-xylen加工时实现了18.1%的功率转换效率,比D18-Cl基准提高了60%以上.
- 形态分析显示D18-Cl-10HD形成了一个有序的双连续网络,具有增强的分子包装和域纯度.
- 这些形态改进促进了高效的激素解离和电荷传输.
结论:
- 该研究提出了一个广泛适用的战略,用于设计OSC的绿色溶剂兼容材料.
- 建立了对有机半导体侧链调节相位行为的更深入的机制理解.
- 在有机太阳能电池领域弥合了高效率和可持续制造之间的差距.
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