单化受体的侧链工程,用于高效的非化溶剂加工有机太阳能电池
Mei Luo1, Siyu Zhao2, Lingchen Kong2
1College of Chemical and Biological Engineering, Hunan University of Science and Engineering, Yongzhou 425199, P. R. China. lmei@huse.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|November 11, 2025
概括
在有机太阳能电池 (OSC) 中修改非富勒烯受体以较长的基链可以改善形态和性能. 这导致非化溶剂处理器件的功率转换效率 (PCE) 提高.
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:
- 使用非化溶剂加工的有机太阳能电池 (OSC) 经常面临非富勒烯受体 (NFA) 聚合和相位分离差的挑战.
- 这些问题会对整体设备性能和效率产生负面影响.
研究的目的:
- 调查修改单化NFA的基链长度对OSC性能的影响.
- 为了合成和描述一个新的NFA,BTz-δ-C4C12,与BTz-δ-C4C8 (BTzC4IC-2F-δ) 相比,它具有更长的内部链.
主要方法:
- 用分子动力学模拟来研究分子行为.
- 进行了实验分析,以评估材料特性和设备性能.
- 合成BTz-δ-C4C12和制造OSC使用烯作为非化溶剂.
主要成果:
- 在NFA中较长的基链导致脊柱扭转增加和双极矩减少.
- 这些修改抑制了NFA聚合,并增强了与供体聚合物PFBT4T-T20的混合性.
- 观察到优化的纳米尺度形态和改善的电荷载体流动性,从而提高了设备的性能.
结论:
- 修改后的NFA,BTz-δ-C4C12,有效地解决了非化溶剂处理的OSC中的聚合和相分离问题.
- 使用BTz-δ-C4C12的OSC实现了16.6%的功率转换效率 (PCE),填充因子 (FF) 为76.7%.
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