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通过调节供体烷基末端链的支化点位置，实现了形貌优化并制备出高效全小分子有机太阳能电池

DOI：10.1021/acsami.0c03977 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 与聚合物对应物相比，末端基团修饰是小分子给体最具影响力的因素之一，这为优化全小分子有机太阳能电池（ASM-OSCs）的形貌提供了契机。本研究中，我们报道了三种新型小分子给体——其烷基末端链分别在1-、2-和3-位带有分支点，分别命名为BSCl-C1、BSCl-C2和BSCl-C3。以IDIC-4Cl为受体时，微妙的分支位置变化导致光伏参数出现显著差异：BSCl-C1、BSCl-C2和BSCl-C3的短路电流（Jsc）分别为4.90 mA cm?2、20.1 mA cm?2和14.2 mA cm?2，填充因子分别为33.9%、71.3%和67.0%。BSCl-C2:IDIC-4Cl体系实现了12.4%的最佳器件效率，该数值不仅位居迄今报道前列，且在使用IDIC类受体的体系中展现出较低能量损失?；贐SCl-C2的优异器件性能归因于其强分子结晶度及与IDIC-4Cl适宜的分子间相互作用所形成的优化相形貌。这些结果表明，适当调控末端基团分支位置可促进ASM-OSCs的高性能化。
作者： Qiong Wu，Dan Deng，Ruimin Zhou，Jianqi Zhang，Wenjun Zou，Lixuan Liu，Sihua Wu，Kun Lu，Zhixiang Wei
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究通过改变供体烷基端链的分支点位置来调控其结构，进而探究对全小分子有机太阳能电池形貌及效率的影响。

研究成果

研究表明，通过适当调节小分子给体末端基团的分支位置，可显著影响非富勒烯有机太阳能电池的形貌与效率。分支点位于2位的BSCl-C2给体因具有优化的相态形貌、强分子结晶性以及与受体IDIC-4Cl适宜的分子间相互作用，实现了12.4%的最高光电转换效率。该方法为进一步提升非富勒烯有机太阳能电池性能提供了有效策略。

研究不足

该研究聚焦于一组特定的小分子给体和单一受体，这可能限制了研究结果对其他材料的普适性。器件性能的优化受限于当前对ASM-OSCs中分子相互作用和形貌调控的认知水平。

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