研究目的
探索具有富勒烯良好电子接受和传输特性,但能克服富勒烯缺点(如在可见光谱区域吸收弱、化学和能级可调性有限、提纯成本高以及形貌不稳定等)的非富勒烯电子受体。
研究成果
研究表明,通过精细设计受体分子的微观结构可显著提升有机太阳能电池的性能。具有星型结构和平面PDI单元的PDI-III展现出最佳性能,其光电转换效率达到6.0%,这一结果凸显了分子构型对光电性质的重要影响。
研究不足
该研究受限于PDI-IV中的空间位阻导致结构扭曲和电子迁移率降低,从而影响光伏性能。与PDI-II相比,PDI-III和PDI-IV的合成产率较低。
1:实验设计与方法选择:
设计并合成了三种结构不同的PDI衍生物(PDI-II、PDI-III和PDI-IV),以研究其光学、电化学、电子传输及光伏性能。
2:样品选择与数据来源:
使用PDI衍生物与给体聚合物PBDB-T共混制备器件。
3:实验设备与材料清单:
采用常见有机溶剂、Sonogashira偶联反应,以及包括紫外-可见吸收光谱、循环伏安法和原子力显微镜在内的多种表征技术。
4:实验步骤与操作流程:
制备了ITO/ZnO/活性层/MoO3/Al倒置结构器件,优化加工条件并测量光伏性能。
5:数据分析方法:
采用空间电荷限制电流法分析电荷传输性能,并通过积分EQE光谱获取Jsc值。
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