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基于氟代喹喔啉的交替共聚物与烷基噻吩侧链修饰的非富勒烯受体实现了高能级电荷转移态及小能量偏移

DOI：10.1016/j.orgel.2018.12.014 期刊：Organic Electronics 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:28:48
摘要： 实现富勒烯衍生物基聚合物太阳能电池中快速高效的电荷分离是获得高功率转换效率（PCE）的先决条件。然而，光诱导空穴转移（PHT）和光诱导电子转移（PET）过程中较大的驱动力会导致显著的能量损失，从而降低器件的开路电压。最新研究表明，非富勒烯受体基器件中的驱动力可降至极低值，同时仍保持高PCE和低能量损失。本文报道了一种新型给体：受体体系，其电荷转移激子（ECT）具有1.50 eV的高能级和极小的驱动力（PHT为0.28 eV，PET为0.11 eV），其中采用氟化喹喔啉基交替聚合物（FTQ）和烷基噻吩侧链修饰小分子（ITIC-Th）分别作为给体材料和非富勒烯受体材料。经过适当热退火处理后，基于FTQ:ITIC-Th的器件成功实现了8.19%的高功率转换效率（PCE）和最大71%的外量子效率，表明FTQ可作为给体材料与其他高效非富勒烯受体结合，以实现性能提升和低能量损失。
作者： Langlei Yang，Baofeng Zhao，Haimei Wu，Jianqun Liu，Hongli Liu，Jianrong Wang，Weiping Wang，Zhiyuan Cong，Chao Gao
机构： State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals, Xi'an Modern Chemistry Research Institute
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于氟代喹喔啉的交替聚合物与烷基噻吩侧链修饰的非富勒烯受体所实现的高能级电荷转移态及小能量偏移对聚合物太阳能电池性能的影响。

研究成果

经过适当的热退火处理后，基于FTQ:ITIC-Th的器件实现了8.19%的高功率转换效率（PCE）和高达71%的最大外量子效率，表明FTQ可作为给体材料与其他高效非富勒烯受体结合使用，以获得更优的性能和更低的能量损失。

研究不足

经过优化处理后，基于FTQ:ITIC-Th的器件仍存在较高的能量损失（0.77 eV），这可能是FTQ:ITIC-Th共混体系性能受限的原因之一。

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