基于子[1,2-b:3,4-b':6,5-b′′]的新型宽带隙聚合物捐赠体的定制分子设计,具有超过20%太阳能电池效率的三烯单元
Xiangwei Zhu1, Chenglin Gu1, Shuzhe Liu1
1College of Textiles & Clothing, State Key Laboratory of Bio-fibers and Eco-textiles, Qingdao University, Qingdao, 266071, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 10, 2025
概括
研究人员开发了一种新的聚合物供体,PBCE-2,以解决用于高性能有机太阳能电池 (OSC) 的宽带间隙材料短缺的问题. 这种新材料在三元器件中实现了超过20%的功率转换效率 (PCE).
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:
- 高性能有机太阳能电池 (OSCs) 需要高效的宽带间隙聚合物供体,目前这些供体很少.
- 开发新的捐赠材料对于推进OSC技术和实现更高的功率转换效率 (PCE) 是至关重要的.
研究的目的:
- 为OSC应用合成和表征一种新的类型的供体-接受体 (D-A) 类型交替合聚合物.
- 优化聚合物结构和侧链,以提高材料性能和设备性能.
主要方法:
- 将和基组纳入[1,2-b:3,4-b':6,5-b']三烯 (BCE) 单元,以创建一个新的电子接受单元.
- 使用BCE,一种[1,2-b:4,5-b']二甲 (BDTT) 衍生物和基替代二甲合成D-A交替合聚合物.
- 系统优化侧链长度和化BDTT比例,以获得聚合物供体PBCE-2.
- 使用PBCE-2与L8-BO和PC71BM接受器制造和表征二元和三元OSC.
主要成果:
- 一种新的聚合物供体,PBCE-2,已成功合成,具有出色的溶液可加工性,合适的能量水平和可调整的聚合特性.
- 使用PBCE-2和L8-BO的二元OSC实现了19.2%的PCE.
- 结合PBCE-2,L8-BO和PC71BM的第三级OSC达到了20.4%的PCE,显示出显著的潜力.
结论:
- PBCE-2是一种非常有前途的聚合物供体材料,用于高效的有机太阳能电池.
- 开发的合成策略和优化过程为创造先进的聚合物捐赠者提供了可行的途径.
- PBCE-2加入了精英聚合物捐赠者,实现了超过20%的PCE,标志着该领域的重大进步.
更多相关视频
09:32Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells
Published on: April 25, 2018
9.0K
06:49In situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering on Roll-To-Roll Coating of Organic Solar Cells with Laboratory X-ray Instrumentation
Published on: March 2, 2021
6.7K
