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PCE最高19.23%,新三元OSCs問世!
來源: 時間:2023-08-14 17:25:37 瀏覽:2276次

第一作者:凡群平、馬睿杰、Jie Yang

通訊作者:凡群平教授、馬偉教授、李剛教授、馬睿杰、Rui Zhang

通訊單位:西安交通大學、香港理工大學、林雪平大學

DOI: 10.1002/anie.202308307.


01


研究背景

有機太陽能電池(OSCs)在發電機和柔性電子領域廣泛應用,以及潛在的大面積和快速打印加工能力而受到廣泛關注。最近,隨著系列小分子受體(Y-SMAs)的快速發展,OSCs達到了最先進的19%以上的功率轉換效率(PCEs)。同時實現高開路電壓(VOC)又實現短路電流密度(JSC)來提高功率轉換效率(PCE)是有機太陽能電池(OSCs)的主要挑戰,在其中通常會發生高能量損失(Eloss)和低效率的電荷轉移。西安交通大學凡群平教授和馬偉教授、香港理工大學李剛教授和馬睿杰博士、瑞典林雪平大學Rui Zhang等人報道了三種新的單不對稱軸YC11和雙不對稱雙軸YC9和雙軸YC12的Y系列受體。將雙軸YC12作為客體受體引入二元PM6: L8-BO主體系統來制備三元OSCs。由于三元OSCs在300-950 nm之間的互補吸收,最終器件獲得了最小的Eloss,以及更有效的電荷轉移性能,三元OSCs實現了19.23%的最佳PCE,是無退火OSCs中最高PCE值之一。


02


文章要點

1、本文研究了三種新的單不對稱軸YC11和雙不對稱雙軸YC9和雙軸YC12的Y系列受體。它們具有相同的不對稱D1AD2(D1=噻吩[3, 2-b]噻吩和D2=硒噻吩[3, 2-b]噻吩)融合核,但在D1側具有不同的單向側鏈,允許微調分子性質,如分子間相互作用、堆積模式和結晶度。

2、在二元共混物中,PM6:雙軸YC12比PM6:軸YC9和PM6: 雙軸YC11具有更好的形態、相分離和填充模式。因此,基于PM6: 雙軸YC12的OSCs在高VOCJSC的情況下降低了Eloss和有效的電荷轉移性能,提供了更高的PCE為17.16%。

3、作者將雙軸YC12作為客體引入PM6: L8-BO宿主中,制備三元OSCs。由于在300-950nm之間的互補吸收,進一步降低了Eloss,提高了電荷轉移性能,三元OSCs獲得了19.23%的PCE,這是這些無退火OSCs中最高的值之一。


03


圖文展示

 

圖1.不對稱Y-SMAs的合成路線、分子結構和表征

 

圖2.三個非對稱Y-SMAs的理論計算

 圖3.活性層材料的分子結構與性能

 

圖4.形貌表征

 

圖5. OSCs的性能

圖6.用ΔT/T表示的fs-TAS光譜

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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