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有机胺作为聚合物/富勒烯界面靶向稳定剂用于聚合物:PC<sub>61</sub>BM太阳能电池
摘要： 本文证明，少量（重量比0.05%）聚乙烯亚胺（PEI）能像哌嗪衍生物一样有效抑制PTB7-Th:PC61BM和P3HT:PC61BM电池的"烧屏"衰减，表明有机胺可作为聚合物:PC61BM太阳能电池的通用稳定剂。光诱导电子自旋共振（LESR）光谱显示，0.2% PEI掺杂薄膜中PC61BM阴离子的ESR信号强度高于1%哌嗪掺杂薄膜。此外，气相色谱-质谱（GC-MS）未检测到10%（w/w）哌嗪掺杂薄膜中的哌嗪残留。这些结果表明共混薄膜中哌嗪残留量极低，这源于哌嗪的高挥发性。通过量子计算研究了聚合物（采用模型重复单元）、PC61BM与哌嗪分子间的结合能（EB），结果显示哌嗪倾向于通过与PC61BM（在P3HT:PC61BM体系中）或PTB7-Th（在PTB7-Th:PC61BM体系中）复合而定位在聚合物:富勒烯界面，表明导致聚合物:富勒烯太阳能电池"烧屏"衰减的PC61BM光二聚化主要发生在给体/受体界面，而有机胺作为界面靶向稳定剂发挥作用。
关键词： 量子计算、聚合物太阳能电池、有机胺、稳定剂
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过探索材料设计和采用友好型稳定剂来抑制有机太阳能电池中非富勒烯受体及其混合物的光氧化作用
摘要： 除了高功率转换效率外，环境稳定性是有机太阳能电池（OSC）成功商业化的另一关键影响因素。理解光伏材料的作用是应对这一挑战的关键，但针对非富勒烯受体（NFA）尚未有系统研究。本工作首次探究了NFA光氧化在器件退化中的作用。相关物理动力学研究表明，暴露混合物中作为陷阱态的NFA光氧化会显著影响器件性能。此外，以ITIC为例，我们揭示了NFA光氧化的可能机制——这些机制无法通过现有材料设计策略和原理消除。这些发现促使我们进一步研究了33种NFA（包括稠环电子受体和苝二酰亚胺受体衍生物）的光漂白速率。令人惊讶的是，大多数NFA比富勒烯类对应物表现出更高的光密度损失?；谔致鄄糠值亩员确治?，我们进一步提出了提升NFA光氧化稳定性的设计策略。更重要的是，我们还发现了一种稳定剂（镍螯合物S6），能有效抑制NFA及其混合物的光氧化，从而提高OSC的环境稳定性。
关键词： 稳定性、有机太阳能电池、非富勒烯受体、稳定剂、光氧化
更新于2025-09-16 10:30:52