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国科大黄辉&张昕团队:调节二聚化电子受体的构象实现高效率有机太阳能电池

 更新时间:2023-02-24 点击量:445

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主要内容
二聚化电子受体(DFREAs)由于其单体和聚合物受体的综合优势而备受关注,包括良好的分子结构、优异的重复性和稳定的形态。然而,在二聚过程中额外引入的单键可能导致DFREAs的主链扭曲,不利于分子间堆积和电荷传输。

在这篇文章中,国科大黄辉&张昕团队设计并合成了三种DFREAs,其中通过调节分子内非共价相互作用(INIs)的强度来系统地调节DFREA构象,以实现高性能有机太阳能电池(OSCs)。

理论和实验结果表明,S··F INIs的逐步引入可以不断提高分子的平面性和刚性,从而降低重组能量,形成有序分子堆积模式以及增强DFREAs的结晶。得益于四倍S··F INIs的引入,基于DYF-TF二聚电子受体OSCs显示出破纪录的18.26%高效率,能量损失降低(0.493eV)。此外,基于DYF-TF的二元器件表现出良好的长期稳定性,T80%的寿命为2681小时,DYF-TF三元器件的功率转换效率进一步提高到18.73%。这项工作表明了INIs策略在实现优异的DFREAs材料方面拥有的巨大潜力。

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文献信息

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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