化学学报 ›› 2022, Vol. 80 ›› Issue (6): 724-733.DOI: 10.6023/A21120620 上一篇 下一篇
所属专题: 中国科学院青年创新促进会合辑
研究论文
林文源a,b, 朱清哲a,b, 马云龙b,*(), 王鹏b,e, 万硕b,d, 郑庆东b,c,*()
投稿日期:
2021-12-31
发布日期:
2022-07-07
通讯作者:
马云龙, 郑庆东
作者简介:
基金资助:
Wenyuan Lina,b, Qingzhe Zhua,b, Yunlong Mab(), Peng Wangb,e, Shuo Wanb,d, Qingdong Zhengb,c()
Received:
2021-12-31
Published:
2022-07-07
Contact:
Yunlong Ma, Qingdong Zheng
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除了非富勒烯受体的设计与合成, 聚合物给体的选择对非富勒烯太阳能电池的光伏性能同样重要. 本工作设计并合成一种共轭骨架无sp3杂化碳原子的新型非富勒受体(命名为MDB), 并将其作为模型化合物研究给受体混溶性和分子有序堆积对太阳能电池性能的影响. 本工作选择三种宽带隙聚合物给体(PM6、J71和P3HT)与MDB共混来制备太阳能电池. 得益于MDB和PM6之间适度的混溶性, 由二者组成的混合膜表现出合适的相分离, “face-on”的分子取向和更紧密有序的分子堆积, 从而促进了载流子传输, 并抑制了电荷复合. 因此基于PM6:MDB的器件实现了13.26%的优异光电转换效率, 远高于基于J71:MDB (8.16%)和P3HT:MDB (0.45%)的器件. 该工作证明了给体-受体之间合适的混溶性是实现高效率有机太阳能电池的关键因素之一, 这对有机光伏材料的设计与合成具有重要指导意义.
林文源, 朱清哲, 马云龙, 王鹏, 万硕, 郑庆东. 理性调控聚合物给体-非富勒烯受体的混溶性制备高效率有机太阳能电池※[J]. 化学学报, 2022, 80(6): 724-733.
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D:A | Voca/V | Jsca/(mA•cm–2) | Integrated Jsc b/(mA•cm–2) | FF a/% | PCE a/% |
---|---|---|---|---|---|
PM6:MDB | 0.91 (0.91±0.01) | 21.64 (21.58±0.23) | 21.00 | 67.65 (66.92±1.32) | 13.26 (13.14±0.12) |
J71:MDB | 0.92 (0.92±0.01) | 17.26 (17.13±0.31) | 17.09 | 51.46 (50.89±3.26) | 8.16 (8.02±0.22) |
P3HT:MDB | 0.48 (0.48±0.01) | 2.07 (2.03±0.11) | 1.98 | 45.08 (42.11±4.26) | 0.45 (0.41±0.08) |
D:A | Voca/V | Jsca/(mA•cm–2) | Integrated Jsc b/(mA•cm–2) | FF a/% | PCE a/% |
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PM6:MDB | 0.91 (0.91±0.01) | 21.64 (21.58±0.23) | 21.00 | 67.65 (66.92±1.32) | 13.26 (13.14±0.12) |
J71:MDB | 0.92 (0.92±0.01) | 17.26 (17.13±0.31) | 17.09 | 51.46 (50.89±3.26) | 8.16 (8.02±0.22) |
P3HT:MDB | 0.48 (0.48±0.01) | 2.07 (2.03±0.11) | 1.98 | 45.08 (42.11±4.26) | 0.45 (0.41±0.08) |
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