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基于噻吩并[2,3-f]苯并呋喃的给体-受体聚合物用于无富勒烯太阳能电池
摘要： 设计并合成了一种基于噻吩并[2,3-f]苯并呋喃（TBF）且带有十四烷基噻吩侧链的给体-受体（D-A）型聚合物PTBFDO-BDD。研究人员考察了该新型聚合物的光学、电化学、光伏性能及器件活性层形貌特性。当采用氧化铟锡（ITO）/聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）/PTBFDO-BDD:ITIC/PDINO/铝结构时，聚合物太阳能电池器件展现出7.15%的功率转换效率（PCE，AM1.5G，100 mW cm?2），其开路电压（VOC）为0.803 V，短路电流密度（JSC）为14.71 mA cm?2，填充因子（FF）为60.57%。本研究表明，噻吩并[2,3-f]苯并呋喃基共轭聚合物有望成为聚合物太阳能电池的优质给体材料。
关键词： 非富勒烯受体，聚合物太阳能电池，噻吩并[2,3-f]苯并呋喃
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于噻吩并[2,3-b]吲哚的新型小分子有机材料用于高效体异质结有机太阳能电池：一项计算研究
摘要： 本研究旨在通过系统运用密度泛函理论和含时密度泛函理论计算，评估新型有机D-π-A-π-D类小分子材料的特性。我们全面分析了有机体异质结(BHJ)太阳能电池中(D-A)序列化合物BHJ-1a至BHJ-4a的设计方案。所有化合物均采用噻吩并[2,3-b]吲哚(TI)作为给体、二酮吡咯并吡咯(DPP)作为受体。为改善电子、光伏及光学性能，我们分别用呋喃、噻吩并[2,3-b]噻吩、噻唑和噻唑并噻唑等π桥单元替代噻吩结构。结果表明：π桥单元的合理选择对缩小带隙(Egap)、产生显著红移效应、提升开路电压(VOC)及实现超过7%的理论光电转换效率(PCE)具有重要作用。值得注意的是，具有优化π桥结构的BHJ-4a展现出最佳电子特性——低带隙(1.870 eV)与高开路电压(1.534 eV)。此外，我们基于给体-PCBM复合物构建了体异质结有机光伏电池模型以实现最优Egap和VOC。这些发现为设计更高光电转换效率的BHJ小分子给体材料提供了新思路。
关键词： BHJ有机太阳能电池，DFT，PCBM，UV-Vis，噻吩并[2,3-b]吲哚
更新于2025-09-11 14:15:04