Solar RRL:基于A1-A2型分子构筑用于有机太阳能电池

最近,非富勒烯太阳能电池发展的非常迅速,单节太阳能电池能量转换效率(PCE)已经超过14%,出色的性能离不开非富勒烯受体宽吸收、易调节的能级、迁移率高和稳定性好等优点。在聚合物太阳能电池(PSCs)中为实现更高开路电压(Voc),将缺电子原子引入到给体-受体(D-A)型共轭材料上以降低其最高占据分子轨道(HOMO)能级是一种常用的方法。然而,由于制备目标单体所涉及的繁琐的合成和低产率,该方法相当昂贵。

近日,为降低成本和提高产率的同时获得更高的开路电压,南昌大学化学学院陈义旺教授和谌烈教授课题组与美国华盛顿大学Alex K.-Y. Jen课题组和上海交通大学刘烽课题组合作,提出了使用两种不同的受体单元构建具有深HOMO能级的受体-受体(A1-A2)型聚合物给体的新概念。通过简单的偶联反应合成了两种基于A1-A2型宽带隙(WBG)聚合物给体PB24-3TDC和PB68-3TDC并用于PSCs中。两种聚合物具有适当的能级,与ITIC-Th受体进行匹配具有良好的互补吸收。更重要的是,通过微调烷基侧链,聚合物的分子堆积和器件性能可以得到很大改善,他们通过使用光致发光(PL)光谱和透射电子显微镜(TEM)等详细的研究了能量损失和形貌的影响,同时基于A1-A2型给体的器件获得了较高的器件效率。这一结果表明,A1-A2型聚合物给体与非富勒烯受体共混同样具有实现高性能PSCs的巨大潜力。

相关工作发表在Solar RRL(DOI: 10.1002/solr.201800291)上,文章的第一作者是南昌大学化学学院的硕士研究生安永康与博士研究生廖勋凡(共同一作),南昌大学陈义旺教授和谌烈教授,华盛顿大学任广禹(Alex K.-Y. Jen)教授以及上海交通大学刘烽教授为共同通讯作者。

Speak Your Mind

*