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用于高性能免退火有机太阳能电池的非富勒烯受体

2022 ACS Applied Materials & Interfaces:如何修饰非富勒烯受体以提升有机太阳能电池之性能

光焱科技的 REPS 与 FTPS 系统让太阳能电池的 Voc 损耗分析变得触手可及!

  韩国UNIST Changduk Yang与韩国化学研究院Seung Man Noh近期于ACS Applied Materials & Interfaces刊登一项研究。非富勒烯受体由于具有良好的光电和形态可调性,适合应用到高性能有机太阳电池。修饰非富勒烯受体(NFA)中的封端基团是调节其性质和整个(NFA)性质的有效策略。本研究报告了一种新型的γ-酯官能化IC端盖基团(IC-γe)的合成,并将其纳入苯并噻二唑融合的中心核心,产生了无异构体的 IC-γe 封端 NFA,如Y-IC-γe、Y-FIC-γe和Y-ClIC-γe。由此产生的NFA表现出类似的吸收曲线,但与不含酯的类似物(如Y6和Y7)相比,其最低的未占分子轨道能级有所上移。

免退火&异构体

  透过光焱科技 FTPS 傅里叶转换光电流光谱系统、REPS 光伏 Voc-loss 分析仪等仪器进行实验,结果显示:

1.在没有热退火的情况下,基于Y-FIC-γe和PM6供体聚合物的无退火OSC,实现了16.4%的出色的功率转换效率(PCE),这超过了基于Y-IC-γe和Y-ClIC-γe的OSC。

2.与对称的Y-IC-γe情况相比,基于不对称的Y-FIC-γe和Y-ClIC-γe的OSC具有更高的热稳定性,在高温下456小时后PCE保留率超过83%。

  在这项研究中,我们不仅建立了关于NFA上的酯官能和对称性调整的结构-性能关系,还诊断了基于Y-FIC-γe的較佳性能OSC的原因,为新型高性能NFA设计策略提供了有用的信息。

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(a)正规化 FTPS EQE 和 (b) EQE EL 曲线。

(a) 随时间变化的实际 PCE 和 (b) 基于 PM6:Y6 混合物的 OSC 器件在 85 ℃ 热应力下的正规化 PCE。

(a) 随时间变化的实际 PCE 和 (b) 基于 PM6:Y6 混合物的 OSC 器件在 85 ℃ 热应力下的正规化 PCE。

关键词:非富勒烯受体、nonfullerene acceptor、有机太阳能电池、Organic solar cell、Voc-loss、EQE

原文: https://doi.org/10.1021/acsami.2c08370

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