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研究前沿:北京航空航天大学 有机太阳能电池-非富勒烯受体 | Nature Materials

今日新材料  · 公众号  ·  · 2025-01-30 00:09

正文

对于实现高效率和低能量损失的有机太阳能电池organic solar cells (OSCs)来说,高结晶度和光致发光量子产率photoluminescence quantum yield (PLQY)非富勒烯受体non-fullerene acceptors (NFAs)的合理设计,是至关重要的。然而,增加非富勒烯受体NFA的结晶度,倾向于降低光致发光量子产率PLQY,这导致有机太阳能电池OSCs中,较高的非辐射能量损失。

今日,北京航空航天大学Chao Li, Jiali Song,孙艳明Yanming Sun等,香港科技大学颜河He Yan,在Nature Materials上发文,证明了非富勒烯受体NFA的结晶度和光致发光量子产率PLQY,可通过微调不对称地适应烷基链在 L8-BO受体噻吩单元上的分支位置。

研究发现,L8-BO-C4,一侧为2-丁基辛基,另一侧为4-丁基癸基,可以同时获得高结晶度和PLQY。在开路电压为0.894V和填充因子为81.6%条件下,单结有机太阳能电池OSC转换效率达到20.42%(经验证为20.1%)。这项工作表明,改变烷基链支化位置的策略,以开发用于高效有机太阳能电池OSCs的高性能非富勒烯受体NFA。

Non-fullerene acceptors with high crystallinity and photoluminescence quantum yield enable >20% efficiency organic solar cells.

具有高结晶度和光致发光量子产率的非富勒烯受体,实现>20%效率的有机太阳能电池。


图1:L8-BO基非富勒烯受体non-fullerene acceptors,NFAs分子结构、光物理性质和光伏性质。

图2:支化侧链结构,对铸态纯受体膜微观形态的影响。

图3: 非富勒烯受体NFA纯膜的单晶结构和分子堆积特性。

图4:共混膜的形态表征。

文献链接







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