通过非共价构象锁定和端基工程策略设计高效率的A-D-A型稠环电子受体

论文摘要

近年来,非富勒烯太阳能电池的发展迅猛。目前报道的高效率的非富勒烯稠环电子受体主要采用受体-给体-受体（A-D-A）型结构。本工作中,我们在给受体间引入3,4-二己氧基噻吩作桥,用5,6-二氯-3-（二氰基亚甲基）靛酮作端基设计合成了一种新的稠环电子受体（ITOIC-2Cl）。一方面,可以通过S···O和O···H等作用在分子内形成非共价键构象锁促进分子的平面性;另一方面,通过增加端基的缺电子性可以增强分子内的电荷迁移。在两者的协同作用下,ITOIC-2Cl的光谱吸收拓宽到近红外区,这有利于获得宽的光谱响应。将ITOIC-2Cl与一种吸收互补的给体聚合物（PBDB-T）共混制备活性层,我们用原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）表征其形貌,发现共混薄膜可以形成纤维状的互传网络结构和合适纳米尺寸的相分离,这有利于电荷的分离和传输,从而获得高的短路电流(Jsc)和填充因子（FF）。最终,基于PBDB-T:ITOIC的电池,我们获得了9.37%的光电转换效率,其开路电压(Voc)为0.886 V,Jsc为17.09 mA·cm-2,FF为61.8%。这些研究结果为我们提供了一种设计高效率的非富勒烯稠环电子受体的有效的策略。

论文目录

• 1 引言
• 2 结果与讨论
•   2.1 材料合成
•   2.2 ITOIC-2Cl的吸收光谱和能级
•   2.3 ITOIC-2Cl的光伏器件性能
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 冯诗语,路皓,刘泽坤,刘亚辉,李翠红,薄志山

关键词: 非富勒烯,聚合物太阳能电池,稠环电子受体,构象锁定,分子内电荷转移

来源: 物理化学学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 电力工业

单位: 北京师范大学化学学院能量转换与存储材料北京市重点实验室

基金: 国家自然科学基金(21574013),北京市自然科学基金(2182030)资助项目~~

分类号: TM914.4

页码: 355-360

总页数: 6

文件大小: 1309K

下载量: 77