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2022 ACS Applied Materials & Interfaces:如何修飾非富勒烯受體以提升有機太陽能電池之性能

光焱科技的 REPS 與 FTPS 系統讓太陽能電池的 Voc 損耗分析變得觸手可及!

  韓國UNIST Changduk Yang與韓國化學研究院Seung Man Noh近期於ACS Applied Materials & Interfaces刊登一項研究。非富勒烯受體由於具有良好的光電和形態可調性,適合應用到高性能有機太陽電池。修飾非富勒烯受體(NFA)中的封端基團是調節其性質和整個(NFA)性質的有效策略。本研究報告了一種新型的γ-酯官能化IC端蓋基團(IC-γe)的合成,並將其納入苯並噻二唑融合的中心核心,產生了無異構體的 IC-γe 封端 NFA,如Y-IC-γe、Y-FIC-γe和Y-ClIC-γe。由此產生的NFA表現出類似的吸收曲線,但與不含酯的類似物(如Y6和Y7)相比,其最低的未佔分子軌道能級有所上移。

annealing-free & Isomer-free

  透過光焱科技 FTPS 傅里葉轉換光電流光譜系統、REPS 光伏 Voc-loss 分析儀等儀器進行實驗,結果顯示:

    1. 在沒有熱退火的情況下,基於Y-FIC-γe和PM6供體聚合物的無退火OSC,實現了16.4%的出色的功率轉換效率(PCE),這超過了基於Y-IC-γe和Y-ClIC-γe的OSC。
    2. 與對稱的Y-IC-γe情況相比,基於不對稱的Y-FIC-γe和Y-ClIC-γe的OSC具有更高的熱穩定性,在高溫下456小時後PCE保留率超過83%。

  在這項研究中,我們不僅建立了關於NFA上的酯官能和對稱性調整的結構-性能關係,還診斷了基於Y-FIC-γe的最佳性能OSC的原因,為新型高性能NFA設計策略提供了有用的資訊。

(a) Normalized FTPS EQE and (b) EQE EL curves.

(a)正規化 FTPS EQE 和 (b) EQE EL 曲線。

(a) Time dependent actual PCE and (b) normalized PCE of OSCs devices based on PM6:Y6 blend under thermal stress at 85 ℃.

(a) 隨時間變化的實際 PCE 和 (b) 基於 PM6:Y6 混合物的 OSC 器件在 85 ℃ 熱應力下的正規化 PCE。

本文關鍵字:非富勒烯受體、nonfullerene acceptor、有機太陽能電池、Organic solar cell、Voc-loss、EQE

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

Nonfullerene Acceptors for High-Performance Annealing-Free Organic Solar Cells

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