宽带间隔的二二二二二醇-三二烯聚合物使高效的聚合物太阳能电池成为可能
Mei Luo1, Mengting Jiang1, Qihua He1
1College of Chemical and Biological Engineering, Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou, China.
Macromolecular rapid communications
|November 9, 2025
概括
一种新的聚合物供体,PDTfBT-3T,为非富勒有机太阳能电池 (OSC) 合成. 优化设备实现了11.69%的功率转换效率 (PCE),三元设备达到18.59%.
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) 由于其灵活性和低成本制造潜力,为基于的光伏提供了一个有前途的替代方案.
- 开发高效的非富勒烯受体 (NFAs) 和聚合物捐赠体对于提高OSC性能至关重要.
- 丁二甲 (Dithienobenzothiadiazole,DTfBT) 是一种有效的缺电子装置,用于设计高性能有机半导体.
研究的目的:
- 为了合成和表征一种新的聚合物供体,PDTfBT-3T,基于非富勒OSC的DTfBT.
- 研究分子包装和形态学对基于PDTfBT-3T的太阳能电池中电荷生成和传输的影响.
- 评估PDTfBT-3T在二进制和三进制有机太阳能电池配置中的性能.
主要方法:
- 聚合物供体PDTfBT-3T的合成.
- 使用PDTfBT-3T:Y14混合物制造和表征有机太阳能电池 (OSC).
- 光学吸收光谱和能量水平测量.
- 形态分析 (例如,纳米尺度形态学,分子包装).
- 使用 PDTfBT-3T 的三元 OSC 的制造和测试.
主要成果:
- PDTfBT-3T在614纳米处表现出最大的薄膜吸收,光学带隙约为1.90 eV.
- 优化的PDTfBT-3T:Y14二进制OSC实现了功率转换效率 (PCE) 的11.69%.
- 在混合膜中观察到增强的面对面分子导向和相互透的纳米尺度形态,促进了高效的电荷动态.
- 纳入PDTfBT-3T作为客供体的第三级OSC实现了PCE的17.81% (与PM6:Y6) 和18.59% (与D18:L8-BO).
结论:
- 对于高性能有机电子材料而言,DTfBT 作为一种强大的缺电子构建块.
- PDTfBT-3T为开发高效的基于NFA的有机太阳能电池提供了一个多功能和有效的平台.
- 该研究强调了分子包装和形态控制对于优化OSC电荷生成和传输的重要性.
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