研究目的
研究在不同位置引入氧原子对非富勒烯受体与聚(3-己基噻吩)共混有机太阳能电池性能的影响。
研究成果
将氧原子引入非富勒烯受体（NFA）的侧链或稠环核中，当与P3HT配对时，可显著提升其光电特性和光伏性能。P3HT:BTA43和P3HT:BTA53器件分别实现了6.56%和6.31%的高光电转换效率（PCE），优于基于BTA3的器件。本研究展示了一种为P3HT基有机太阳能电池（OSCs）设计高性能NFA的简单有效策略。
研究不足
该研究聚焦于将氧原子引入非富勒烯受体（NFA）的特定位置及其对有机太阳能电池（OSC）性能的影响。研究未探讨其他杂原子或不同分子结构的影响，且仅以P3HT作为给体聚合物。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过在茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩（IDT）的侧链或稠环核中引入氧原子，合成了两种新型A2-A1-D-A1-A2型非富勒烯受体（NFA）。对这些NFA的光电特性进行了表征，并评估了其在有机太阳能电池（OSC）中的性能。
2：样品选择与数据来源：
合成的NFA命名为BTA43和BTA53，并与其类似物BTA3进行比较。光伏器件采用ITO/PEDOT:PSS/P3HT:受体/Ca/Al结构制备。
3：实验设备与材料清单：
材料包括P3HT、BTA43、BTA53和BTA3。表征设备包括紫外-可见吸收光谱仪、循环伏安法（CV）、原子力显微镜（AFM）和二维GIWAXS。
4：BTA53和BTA3。表征设备包括紫外-可见吸收光谱仪、循环伏安法（CV）、原子力显微镜（AFM）和二维GIWAXS。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：通过直接C-H芳基化和Knoevenagel缩合反应合成NFA。光伏器件通过在PEDOT:PSS/ITO基底上旋涂活性层，随后退火并蒸发钙和铝层制备而成。
5：数据分析方法：
通过J-V测量、EQE光谱以及采用空间电荷限制电流（SCLC）法测量载流子迁移率来评估OSC的性能。
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UV-vis absorption spectroscopy
Lambda950
Perkin Elmer Instruments Co. Ltd
Characterization of optoelectronic properties
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Atomic force microscopy (AFM)
Veeco Dimension 3100
Veeco
Characterization of film morphology
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P3HT
Photovoltaic donor polymer
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BTA43
Non-fullerene acceptor
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BTA53
Non-fullerene acceptor
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BTA3
Non-fullerene acceptor
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ITO
Conductive substrate
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PEDOT:PSS
Hole transport layer
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Ca
Electrode material
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Al
Electrode material
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Cyclic voltammetry (CV)
Measurement of frontier orbital energy levels
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2D GIWAXS
Xeuss SAXS/WAXS system
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