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國科大黃輝&張昕團隊:調節二聚化電子受體的構象實現高效率有機太陽能電池

 更新時間:2023-02-24 點擊量:308

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主要內容
二聚化電子受體(DFREAs)由于其單體和聚合物受體的綜合優勢而備受關注,包括良好的分子結構、優異的重復性和穩定的形態。然而,在二聚過程中額外引入的單鍵可能導致DFREAs的主鏈扭曲,不利于分子間堆積和電荷傳輸。

在這篇文章中,國科大黃輝&張昕團隊設計并合成了三種DFREAs,其中通過調節分子內非共價相互作用(INIs)的強度來系統地調節DFREA構象,以實現高性能有機太陽能電池(OSCs)。

理論和實驗結果表明,S··F INIs的逐步引入可以不斷提高分子的平面性和剛性,從而降低重組能量,形成有序分子堆積模式以及增強DFREAs的結晶。得益于四倍S··F INIs的引入,基于DYF-TF二聚電子受體OSCs顯示出破紀錄的18.26%高效率,能量損失降低(0.493eV)。此外,基于DYF-TF的二元器件表現出良好的長期穩定性,T80%的壽命為2681小時,DYF-TF三元器件的功率轉換效率進一步提高到18.73%。這項工作表明了INIs策略在實現優異的DFREAs材料方面擁有的巨大潛力。

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文獻信息

High-Efficiency and Low-Energy-Loss Organic Solar Cells Enabled by Tuning Conformations of Dimeric Electron Acceptors


Xiaobin Gu, Yanan Wei, Na Yu, Jiawei Qiao, Ziyang Han, Qijie Lin, Xiao Han, Jinhua Gao, Congqi Li, Jianqi Zhang, Xiaotao Hao, Zhixiang Wei, Zheng Tang, Yunhao Cai, Xin Zhang & Hui Huang
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