基于基的近红外受体用于形态控制,使无添加剂的高效有机太阳能电池成为可能
Wei Liu1,2, Yijie Nai1, Yitong Ji3
1College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha, 410083, P. R. China. junyuan@csu.edu.cn.
Chemical communications (Cambridge, England)
|September 5, 2025
概括
研究人员开发了一种新的小分子受体,Y18-F9,以改善有机太阳能电池. 这种材料增强了形态,在三元有机太阳能电池中实现了创纪录的功率转换效率19.31%.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 有机太阳能电池 (OSC) 提供了低成本,灵活的能源发电潜力.
- 在批量异质连接层 (BHJ) 中优化形态对于高效的电荷生成和传输至关重要.
- 小分子受体在BHJ形态和设备性能中起着关键作用.
研究的目的:
- 设计和合成一个新的A-DA'D-A小分子接受器,Y18-F9,具有基侧链.
- 研究Y18-F9对三元有机太阳能电池的形态和性能的影响.
- 在无添加剂的OSC中实现高功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 合成Y18-F9小分子受体.
- 使用D18:L8-BO:Y18-F9活性层制造三元有机太阳能电池.
- 包括纳米级纤维网络形成和垂直相分离在内的BHJ形态的表征.
- 设备性能测试,包括电流密度-电压 (J-V) 测量.
主要成果:
- 在Y18-F9的基侧链促进自组装成纳米级纤维网络.
- Y18-F9的低表面能量促进了BHJ中有利的垂直相隔离.
- 观察到增强的分子包装,改善的电荷传输和收集,以及减少的重组损失.
- 没有添加剂的D18:L8-BO:Y18-F9三元OSC的PCE达到19.31%,Jsc为27.27mA cm-2和FF为79.7%.
结论:
- Y18-F9是一种有效的小分子受体,可优化OSC中的BHJ形态.
- 甲基侧链的协同作用导致了设备的卓越性能.
- 这项工作表明了开发高效,无添加剂的三元有机太阳能电池的有前途战略.
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