寧波材料所全小分子有機(jī)太陽能電池研究獲進(jìn)展
近年來,有機(jī) 太陽能電池作為新一代光伏技術(shù),由于其成本低、質(zhì)輕、可溶液法加工等優(yōu)點(diǎn),受到廣泛關(guān)注。與聚合物基太陽能電池相比,全小分子太陽能電池因其結(jié)構(gòu)確定、材料易合成、批次差異小等特點(diǎn),被認(rèn)為具有較大的商業(yè)化前景。然而,如何進(jìn)一步提高全小分子電池的光電轉(zhuǎn)化效率(PCE)仍是該領(lǐng)域的瓶頸。微相分離的本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)是承載電池高效的激子解離和電荷傳輸?shù)年P(guān)鍵結(jié)構(gòu),如何獲得理想的活性層形貌是研究重點(diǎn)關(guān)注的問題。而小分子給體和非富勒烯受體類似的A-D-A結(jié)構(gòu)并不利于形成精細(xì)、良好的BHJ形貌。針對該問題,中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所葛子義團(tuán)隊取得了系列進(jìn)展。前期研究結(jié)果(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2808-2815)發(fā)現(xiàn),在小分子給體側(cè)基引入雙氟原子,能顯著降低分子的結(jié)晶性能,改善分子pi-pi堆積、激子解離和電荷傳輸,獲得超過13%的光電轉(zhuǎn)化效率。通過進(jìn)一步調(diào)整分子側(cè)鏈的位置和碳原子數(shù)(J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 7405-7411),協(xié)同調(diào)節(jié)了分子的片晶排列和BHJ形貌,光伏性能進(jìn)一步提升至14%。 |