- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
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
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。
关键词： 形态调控、萘并二噻吩、小分子太阳能电池、高填充因子、侧基工程
更新于2025-09-23 15:19:57
-
含苯并二噻吩和二氟喹喔啉衍生物的宽带隙有机分子在太阳能电池中的应用
摘要： 通过将电子受体单元2,3-十二烷基-6,7-二氟-5,8-双(噻吩-2-基)喹喔啉(DTQ)连接至电子给体单元4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT(EH))和4,8-双(辛氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT(OC))的4,8位，制备了两种新型半导体有机小分子BDTQ-BDT(EH)和BDTQ-BDT(OC)。与BDTQ-BDT(OC)相比（5%失重温度Td为336°C，带隙Eg为2.11 eV，最高占据分子轨道能级HOMO为-5.30 eV），BDTQ-BDT(EH)表现出更高的热稳定性（Td为349°C）、稍窄的带隙（Eg为2.10 eV）和更深的HOMO能级（-5.36 eV）。以合成的分子作为电子给体、[6,6]-苯基C71丁酸甲酯(PC70BM)作为电子受体制备的有机太阳能电池(OSCs)，BDTQ-BDT(EH)和BDTQ-BDT(OC)分别获得1.20%和0.83%的最大功率转换效率(PCE)。该研究表明，BDT单元4,8位上的取代基会显著改变所得分子的性质。
关键词： 小分子太阳能电池、宽禁带分子、基于喹喔啉的分子、基于苯并二噻吩的分子、有机太阳能电池
更新于2025-09-16 10:30:52
-
通过材料与形貌优化协同实现13.7%效率的小分子太阳能电池
摘要： 与聚合物太阳能电池的快速发展相比，实现高效小分子太阳能电池（SMSCs）仍极具挑战性，这在很大程度上受限于匹配材料的缺乏和形貌控制的困难。本研究选用具有宽谱匹配吸收和能级的两种小分子材料BSFTR与Y6构建SMSCs。通过顺序溶剂蒸汽退火与热退火的形貌优化方法，使共混薄膜呈现适宜结晶度、平衡的高迁移率及有利的相分离状态，这有利于激子解离、电荷传输与提取。最终实现了高达13.69%的卓越光电转换效率，开路电压0.85 V，短路电流密度23.16 mA cm?2，填充因子69.66%——这是迄今报道二元SMSCs中的最高值。该结果表明：具有匹配光电特性的材料组合与精细形貌控制的结合，是实现高性能SMSCs的必由之路。
关键词： 形态学、能量损失、功率转换效率、小分子太阳能电池、非富勒烯受体
更新于2025-09-12 10:27:22
-
掠入射广角X射线散射揭示DPP基小分子太阳能电池中显著不同的分子构型
摘要： 本研究采用掠入射广角X射线散射同步辐射技术，全面探究了两种含不同烷基侧链的二酮吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮（DPP）小分子及其与富勒烯衍生物PC71BM共混物的纳米结构特性。在原始薄膜和共混薄膜中，多数情况下观察到侧链较短（乙基己基）的SM1分子在更大且更有序的堆积相内主要呈现面朝上相对取向，而SM2晶体则严格保持垂直取向。这些截然不同的结晶特性导致显著差异的结果，由此提出了晶体结构-性能关联规律。该研究不仅揭示了分子结构与结晶形成之间的重要科学关联，还为优化DPP基小分子太阳能电池的形貌与性能提供了分子设计方向。
关键词： 小分子给体、二酮吡咯并吡咯、掠入射广角X射线散射、分子堆积结构、小分子太阳能电池
更新于2025-09-11 14:15:04
-
通过发光敏化剂4,5-双(咔唑-9-基)-1,2-二氰基苯(2CzPN)提升小分子太阳能电池性能
摘要： 通过引入蓝色发光敏化层4,5-双(咔唑-9-基)-1,2-二氰基苯(2CzPN)，小分子有机太阳能电池(SM-OSCs)的性能得到提升。由于2CzPN的最高占据分子轨道(HOMO)能级略深于亚酞菁(SubPc)，开路电压(VOC)从0.98 V提高到1.17 V。估算的空穴注入势垒从无2CzPN时的0.809 eV略微增至含5 nm 2CzPN时的0.874 eV，同时空穴迁移率相应降低。该策略为高效利用高能光子提供了简便途径。
关键词： SubPc、2CzPN、小分子太阳能电池、发光敏化剂
更新于2025-09-11 14:15:04