| 理性调控聚合物给体-非富勒烯受体的混溶性制备高效率有机太阳能电池※ |
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| 引用本文： | 林文源,朱清哲,马云龙,王鹏,万硕,郑庆东.理性调控聚合物给体-非富勒烯受体的混溶性制备高效率有机太阳能电池※[J].化学学报,2022,80(6):724-733. |
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| 作者姓名： | 林文源 朱清哲 马云龙 王鹏 万硕 郑庆东 |
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| 作者单位： | a 福州大学化学学院 福州 350108b 中国科学院福建物质结构研究所 结构化学国家重点实验室 福州 350002c 南京大学现代工程与应用科学学院 南京 210093d 中国科学院大学 北京 100049e 上海科技大学物质科学与技术学院 上海 201210 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(Nos.22075287,52130306)； |
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| 摘 要： | 除了非富勒烯受体的设计与合成, 聚合物给体的选择对非富勒烯太阳能电池的光伏性能同样重要. 本工作设计并合成一种共轭骨架无sp3杂化碳原子的新型非富勒受体(命名为MDB), 并将其作为模型化合物研究给受体混溶性和分子有序堆积对太阳能电池性能的影响. 本工作选择三种宽带隙聚合物给体(PM6、J71和P3HT)与MDB共混来制备太阳能电池. 得益于MDB和PM6之间适度的混溶性, 由二者组成的混合膜表现出合适的相分离, “face-on”的分子取向和更紧密有序的分子堆积, 从而促进了载流子传输, 并抑制了电荷复合. 因此基于PM6:MDB的器件实现了13.26%的优异光电转换效率, 远高于基于J71:MDB (8.16%)和P3HT:MDB (0.45%)的器件. 该工作证明了给体-受体之间合适的混溶性是实现高效率有机太阳能电池的关键因素之一, 这对有机光伏材料的设计与合成具有重要指导意义.
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| 关 键 词： | 有机太阳能电池 非富勒烯受体 聚合物给体 混溶性 光电转换效率 |
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