有机太阳能电池的二-氧-烯侧链的氨酸
Jifa Wu1, Ziqin He1, Xiaobin Peng1
1State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, Guangdong Basic Research Center of Excellence for Energy and Information Polymer Materials, South China University of Technology, 381 Wushan Road, Guangzhou, 510640, P. R. China. chxbpeng@scut.edu.cn.
基于氨酸的新型有机太阳能电池 (OSC) 具有二氧化硫 (DMOT) 和乙烯二氧化硫 (EDOT) 侧链,实现高功率转换效率 (PCE). 结合富勒烯受体的三元器件显著提高了性能.
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:
- 大批异质连接有机太阳能电池 (OSCs) 的性能取决于电子供体结晶性和受体兼容性.
- 结合电子负原子 (O,S) 和导电聚合物,如聚3,4-乙烯二氧化 (PEDOT),可以增强分子间相互作用.
研究的目的:
- 通过功能化氨酸核心与DMOT和EDOT侧链,合成新的小分子捐赠体ZnP-DMOT和ZnP-EDOT.
- 评估这些供体在OSC的表现,包括富勒 (PC$_{61}$BM) 和非富勒受体 (6TIC).
- 调查二-基团对三元混合物中氨酸晶度,兼容性和电荷传输的影响.
主要方法:
- 基于氨酸的小分子捐赠体 (ZnP-DMOT,ZnP-EDOT) 与烯侧链的合成.
- 使用PC$_{61}$BM和6TIC接受器的这些捐赠器制造和表征有机太阳能电池.
- 分析设备性能,包括功率转换效率 (PCE),电子流动性和二进制和三进制系统中的电荷传输平衡.
主要成果:
- P-DMOT和P-EDOT与PC$_{61}$BM分别实现了9.63%和9.06%的PCE.
- 使用6TIC受体的二进制设备产生了11.55% (ZnP-DMOT) 和10.86% (ZnP-EDOT) 的PCE.
- 三元器件 (ZnP-DMOT:6TIC:PC$_{61}$BM和ZnP-EDOT:6TIC:PC$_{61}$BM) 的PCE分别达到13.32%和12.96%,这是由于电子移动性和传输平衡的改善.
结论:
- 氨酸的二氧化功能化增强了晶体性和与受体的兼容性.
- 结合PC$_{61}$BM的三元混合物显著改善了电荷传输特性.
- 开发的氨酸衍生物显示出高性能有机太阳能电池的前景.
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