研究目的
研究侧链基团工程对萘二噻吩基小分子给体材料的影响，以实现具有高填充因子的高效有机太阳能电池。
研究成果
己基取代的NDT分子（NDT-Hex）展现出优异的形貌可调性，在富勒烯和非富勒烯基太阳能电池中均实现了高填充因子和功率转换效率。该工作通过侧基工程为获得高填充因子的高效有机太阳能电池提供了可行方法。
研究不足
本研究仅限于基于非富勒烯小分子给体及其与PC71BM和NBDTP-Fout的共混物。形貌可调性及其对器件性能的影响可能因其他材料体系而异。
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通过侧基工程实现高填充因子的高效非富勒烯小分子太阳能电池
DOI：10.1039/D0TC01352H
期刊：Journal of Materials Chemistry C
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
设计并合成了三种以萘并二噻吩（NDT）为核心、β位噻吩垂直共轭位置分别带有己基（NDT-Hex）、无取代基（NDT）和芴基（NDT-F）取代基的小分子。通过系统表征其光学吸收、电子能级、共混形貌、载流子迁移率和光伏性能，研究了改性NDT分子的光伏效应。结果表明：己基取代可增强NDT分子的形貌调控能力，有助于实现高填充因子（FF）下的优异功率转换效率（PCE）?；贜DT-Hex:PC71BM共混体系的优化太阳能电池获得6.7%的PCE及0.717的FF；当采用非富勒烯受体NBDTP-Fout与NDT-Hex共混时，PCE进一步提升至8.6%，此时FF为0.638——这两个FF值在同类型NDT小分子光伏器件中均处于领先水平。本研究展示了一种实现高FF高效有机太阳能电池的可行形貌调控方法。
作者：
Chaochao Xia，Hao Wu，Haijun Fan，Lingling Shui，Xiaozhang Zhu
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