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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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全小分子有机太阳能电池与有序液晶态给体
摘要： 一种新型小分子给体BTR-Cl具有强液晶特性和高结晶度，与非液晶受体Y6配合良好，在单结全小分子有机太阳能电池中实现了13.6%的创纪录功率转换效率(PCE)?；贐TR-Cl:Y6的器件经国家计量院认证，PCE达13.0%。
关键词： 全小分子有机太阳能电池、相分离、液晶态给体、功率转换效率、高结晶度
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过氟化策略调控给体结晶度实现13.34%效率的非富勒烯全小分子有机太阳能电池
摘要： 非富勒烯全小分子有机太阳能电池（NFSM-OSCs）因其高纯度、易合成和良好重现性等独特优势，在商业化应用方面展现出巨大潜力。然而，相分离形态调控的巨大挑战限制了其未来发展。本研究设计合成了两种源自小分子DCAO3TBDTT的新型小分子给体BTEC-1F和BTEC-2F。以Y6为受体时，基于非氟化DCAO3TBDTT的器件开路电压（Voc）为0.804 V，功率转换效率（PCE）为10.64%；单氟化BTEC-1F的Voc提升至0.870 V，PCE达到11.33%。更令人瞩目的是，双氟化BTEC-2F基NFSM-OSC的填充因子（FF）大幅提高至72.35%，实现13.34%的优异PCE，显著高于BTEC-1F（61.35%）和DCAO3TBDTT（60.95%）。据我们所知，这是目前报道的NFSM-OSCs最高PCE值。表征研究表明，BTEC-2F具有更紧密的分子堆积和更低的结晶度，有利于增强相分离和载流子传输。这些结果证明通过小分子给体氟化及调控给受体间结晶度差异，是提升NFSM-OSCs性能的有效策略。
关键词： 形态学、全小分子有机太阳能电池、结晶度、氟化作用、取向调控
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过氟化策略调控给体结晶度实现13.34%效率的非富勒烯全小分子有机太阳能电池
摘要： 非富勒烯全小分子有机太阳能电池（NFSM-OSCs）因其高纯度、易合成和良好重现性等独特优势，在商业化应用方面展现出广阔前景。然而，相分离形貌调控的巨大挑战限制了其进一步发展。本研究设计合成了两种新型小分子给体BTEC-1F和BTEC-2F（源自小分子DCAO3TBDTT）。以Y6为受体时，基于非氟化DCAO3TBDTT的器件开路电压（Voc）为0.804 V，光电转换效率（PCE）达10.64%；单氟化BTEC-1F的Voc提升至0.870 V，PCE达到11.33%。更显著的是，双氟化BTEC-2F构建的NFSM-OSC填充因子（FF）大幅提高至72.35%，实现13.34%的优异PCE（远超BTEC-1F的61.35%和DCAO3TBDTT的60.95%）。据我们所知，这是目前报道的NFSM-OSCs最高PCE值。表征研究表明，BTEC-2F具有更紧密的分子堆积和更低结晶度，有利于改善相分离和载流子传输。这些结果证实了通过小分子给体氟化及调控给受体间结晶度差异来提升NFSM-OSCs性能的有效策略。
关键词： 形态学、全小分子有机太阳能电池、结晶度、氟化作用、取向调控
更新于2025-09-12 10:27:22