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对称支链长度对基于噻吩并异靛蓝聚合物场效应晶体管中电荷传输的影响
摘要： 由电子受体噻吩并异靛蓝（TIIG）基团与不同长度支链烷基侧链构成的化合物，分别与噻吩乙烯基噻吩（TVT）和硒吩乙烯基硒吩（SVS）给体基团共聚，以探究支链点与主链间侧链长度如何影响这些TIIGTVT和TIIGSVS共聚物薄膜的微观结构及电荷传输性能?；谡庑┕簿畚锏挠谢⌒вζ骷氏謕型导电行为，空穴迁移率最高达1.15 cm2/V·s。值得注意的是，TIIGTVT和TIIGSVS两类共聚物中侧链越长，薄膜分子有序性提升越显著。但电荷迁移率与侧链长度的关系在这两类共聚物中存在差异，这归因于其薄膜微观结构的区别：TIIGTVT系列呈现局部聚集态，支链点与主链间更长的侧链通过增加聚集数量和平均尺寸来增强电荷传输；而TIIGSVS系列则呈现长程有序结构，过大的聚集体会阻碍电荷传输。
关键词： 侧链工程、硫代异靛蓝、聚合物场效应晶体管、聚合物半导体
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过供体分子侧链工程和热退火实现具有适当活性层形貌的高效全小分子有机太阳能电池
摘要： 为了提升全小分子有机太阳能电池（SM-OSCs）的光伏性能，精细调控给体：受体共混活性层的纳米尺度形貌至关重要。本研究合成了两种噻吩共轭侧链带有不同取代基的新型小分子给体材料——含烷硫基的SM1-S和含氟及烷基取代基的SM1-F，并与已报道的含烷基取代基给体分子SM1进行对比，系统探究了不同共轭侧链对分子聚集行为及光物理/光伏特性的影响。结果表明：以Y6为受体、经120°C热退火处理10分钟的SM1-F基SM-OSC实现了14.07%的最高光电转换效率，是目前报道的SM-OSCs最优值之一。这些发现同时揭示，小分子的不同侧链会显著影响结晶特性与聚集形态，而热退火处理能有效调控相分离形成适宜的给体-受体互穿网络，既利于激子解离又促进电荷传输，从而获得高效光伏性能。
关键词： 小分子给体材料、全小分子有机太阳能电池、互穿网络、侧链工程、热退火
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于低能量损耗近红外有机光伏的带隙调控非富勒烯受体
摘要： 设计并合成了一系列A?π?D?π–A型非富勒烯受体（NFAs），主要通过侧链工程优化近红外（NIR）有机太阳能电池（OSCs）的光吸收和能量损失。具体分子包括p-IO1、o-IO1、p-IO2和o-IO2，其光学带隙分别为1.34 eV、1.28 eV、1.24 eV和1.20 eV。通过用体积较大的苯基己基（p-）取代直链辛基（o-），以及用烷基-烷氧基组合（-O1）替换双烷氧基（-O2），可以调控光电性能和分子间排列，从而针对能量带隙进行优化，并在与给体聚合物PTB7-Th共混时获得理想的体异质结形貌?；趏-IO1和PTB7-Th的太阳能电池展现出13.1%的最佳功率转换效率。o-IO1受体优异的光伏性能可归因于26.3 mA cm?2的短路电流和约0.54 eV的能量损失。这些结果进一步证明侧链工程是调控n型分子半导体分子设计的直接策略，尤其在近红外高效有机光伏领域具有重要意义。
关键词： 侧链工程、非富勒烯受体、功率转换效率、有机太阳能电池、近红外
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于苯并二(环戊二噻吩)核与噻吩稠合端基的二维共轭受体在高效聚合物太阳能电池中的应用
摘要： 先前通过侧链调控报道的非富勒烯小分子ITIC-SF，将PBDB-T-SF作为给体、ITIC2作为受体的聚合物太阳能电池(PSCs)功率转换效率从10.1%提升至ITIC-SF受体时的12.2%。为深入研究，本文将分子苯端基替换为噻吩环，获得两种新分子：噻吩共轭侧链含烷硫基取代基的BDTCH-IC，以及含烷硫基和氟取代基的BDTSF-IC。这两种分子的吸收边分别红移至824 nm和793 nm。增强的分子结晶度、促进的电荷提取及优化的形貌共同提升了小分子受体的光伏性能。采用给体PM6时，尽管给受体材料间最高占据分子轨道能级偏移较小，两种小分子受体仍展现出优异光伏性能。通过侧链与端基工程的协同优化，PSCs光伏效率提升至13.1%，并创下该系列分子迄今最佳短路电流(JSC)和填充因子纪录。结果表明侧链与端基修饰是提升小分子受体光伏性能的有效途径。
关键词： 小分子受体、非富勒烯、端基、侧链工程、聚合物太阳能电池
更新于2025-09-19 17:13:59
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短轴烷氧取代基对茚并二噻吩类受体分子自组装及光伏性能的影响
摘要： 系统研究了系列窄带隙小分子受体（SMAs）中心烷氧侧链长度对其理化性质及基于该类SMA的聚合物太阳能电池（PSCs）光伏性能的影响。发现随着烷氧链长度增加，这些SMA在薄膜中的有序聚集逐渐增强。单晶结构进一步揭示侧链长度的微小变化会对分子自组装产生显著影响。相应PSCs的短路电流密度和功率转换效率值随SMA侧链长度增加而提升?；钚圆阒蠸MA的π-π相干长度随侧链长度增加而增大，这可能是PSCs中Jsc提升的原因。结果表明侧链长度的微小变化会对PSCs的分子自组装、形貌及光伏性能产生显著影响。本研究建立的结构-性能关系可为侧链工程及高效SMA材料设计提供重要指导。
关键词： 聚合物太阳能电池、侧链工程、形貌、小分子受体、分子自组装
更新于2025-09-19 17:13:59
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具有分子内氢键的扭曲内酰胺单元作为聚合物太阳能电池的电子给体
摘要： 一种新型扭曲内酰胺结构单元——4,4'-二烷基-[6,6'-双噻吩并[3,2-b]吡啶]-5,5'-(4H,4'H)-二酮(BTP)可通过分子内氢键实现自锁?；诟媒峁沟ピ那绷?，研究人员设计合成了两种D-A共轭聚合物PBDT-BTP-HD和PBDT-BTP-OD：它们均以4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)为给体单元、BTP为受体单元，并分别带有两种不同长侧链。研究系统考察了这两种聚合物的光物理性质、电化学性能及光伏特性，同时分析了本体聚合物与共混薄膜的形貌及分子有序度，以建立侧链结构与聚集态、器件参数之间的关联。基于PBDT-BTP-OD与IT-M受体的器件通过构筑单元协同效应与侧链工程优化，实现了高达9.54%的能量转换效率。该研究成功证明，这种新型扭曲内酰胺BTP是有机太阳能电池中极具潜力的结构单元。
关键词： 侧链工程、分子内氢键、电子给体、扭曲内酰胺、聚合物太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
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通过n型侧链实现自掺杂小分子共轭电解质，用于高效非富勒烯聚合物太阳能电池
摘要： 我们通过侧链工程开发了一系列新型小分子共轭电解质（SMCEs）。引入的n型1,3,4-噻二唑/1,3,4-恶二唑侧链使相关SMCEs具有自掺杂特性和高电子导电性。在非富勒烯聚合物太阳能电池中作为阴极中间层使用时，实现了高达13.21%的功率转换效率（PCE），并具有优异的厚度不敏感性。
关键词： 厚度不敏感特性、侧链工程、功率转换效率、非富勒烯聚合物太阳能电池、小分子共轭电解质
更新于2025-09-11 14:15:04
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供体-受体共轭小分子的侧链工程：作为高效常规平面钙钛矿太阳能电池的无掺杂空穴传输材料
摘要： 同时提升效率与稳定性——这对钙钛矿太阳能电池(PSCs)商业化至关重要——仍是主要挑战。对于高效常规PSCs而言，开发稳定的无掺杂空穴传输材料(HTMs)显得尤为必要。本研究开发了潜在的给体-受体(D-A)小分子(BTTI)作为常规平面PSCs的HTMs。通过将其烷基侧链长度调整为BTTI-C6、BTTI-C8和BTTI-C12，结果表明缩短BTTI侧链可显著提升空穴迁移率、成膜能力及器件性能，其中BTTI-C6器件转换效率达19.69%，BTTI-C8为18.89%，BTTI-C12为17.49%。同时，与常规掺杂Spiro-OMeTAD器件相比，基于无掺杂HTMs的器件展现出显著提升的稳定性。本研究为高性能PSCs无掺杂HTMs的开发铺平了道路。
关键词： 钙钛矿太阳能电池，给体-受体共轭小分子，无掺杂，空穴传输材料，侧链工程
更新于2025-09-11 14:15:04