控制障碍不对称的捐赠者可以实现高效的全小分子太阳能电池,具有出色的解决方案可加工性
Lin-Yong Xu1, Yuan Gao1, Rui Sun1
1The Institute for Advanced Studies, Wuhan University, Wuhan, 430072, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|November 17, 2025
概括
研究人员为所有小型分子有机太阳能电池 (SMOSC) 开发了新的小分子捐赠体. 一个捐赠者MPhS-OP通过优化混合物形态和处理耐受性实现了创纪录的18.12%的功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 太阳能光伏发电是如何实现的
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 全小分子有机太阳能电池 (全SMOSC) 提供诸如可重复性等优势,但在形态控制和可加工性方面面临挑战.
- 优化分子设计,溶液相互作用和混合物形态之间的相互作用对于提高所有SMOSC性能至关重要.
研究的目的:
- 研究不对称的小分子捐赠体中不同的侧链功能如何影响结晶动力学,溶液状态相互作用和混合物形态.
- 通过合理的分子设计,开发高效和耐加工的全SMOSC.
主要方法:
- 三种不对称的小分子供体 (MPhS-HF,MPhS-OP,MPhS-PF) 的合成和表征,具有不同的侧链功能.
- 系统地研究它们对溶液状态相互作用,结晶动力学和与非富勒烯受体 (L8-BO) 的混合物形态学的影响.
- 现场光谱学和热力学建模以阐明膜形成动态和形态演化.
主要成果:
- MPhS-OP与L8-BO表现出延迟的结晶和有利的混合性,导致细微的互穿网络形态.
- MPhS-OP:L8-BO设备通过旋转涂层实现了18.12%的创纪录功率转换效率.
- 设备在各种加工条件下保持高效率 (>16.4%),包括厚薄膜,叶片涂层,绿色溶剂和大面积.
结论:
- 不对称的小分子供体设计是控制分子包装和改善所有SMOSC中的解决方案可加工性的强大策略.
- 该MPhS-OP捐赠者使得可重复的,纳米互穿透形态的形成,对于高性能和可扩展的有机光伏至关重要.
- 这项工作通过解决关键形态和处理挑战,为高性能,工业相关的SMOSC提供了可行的途径.


