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微妙的分子裁剪诱导显著的形态优化，使有机太阳能电池效率超过16%并实现高效电荷生成

DOI：10.1002/adma.201906324 期刊：Advanced Materials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 通过调控宽光谱区域的电荷产生过程，对基于非富勒烯电子受体的有机太阳能电池(OSCs)至关重要。采用含喹喔啉稠环核的新型电子受体AQx-2与给体PBDB-TF，实现了16.64%的高效二元有机太阳能电池。仅需对其类似物AQx-1的分子结构进行微调，就显著提升了AQx-2器件的光伏性能。结合详细的形貌分析与瞬态吸收光谱研究，建立了良好的结构-形貌-性能关系。更强的π-π相互作用促进了高效电子跳跃，并因良好的电荷传输实现了平衡的电子和空穴迁移率。此外，AQx-2基体异质结混合物降低的相分离形貌促进了空穴转移并抑制了双生复合。这种分子设计的成功与精确的形貌优化，有望推动下一代高性能有机太阳能电池的发展。
作者： Zichun Zhou，Wenrui Liu，Guanqing Zhou，Ming Zhang，Deping Qian，Jianyun Zhang，Shanshan Chen，Shengjie Xu，Changduk Yang，Feng Gao，Haiming Zhu，Feng Liu，Xiaozhang Zhu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用含喹喔啉稠环的新型电子受体AQx-2，研究分子精细结构修饰对有机太阳能电池（OSC）形貌及效率的影响。

研究成果

该研究成功证明，通过精细的分子结构调控可显著优化有机太阳能电池的形貌与效率。基于AQx-2的器件实现了16.64%的高效率，这归因于更强的π-π相互作用、平衡的载流子迁移率以及降低的相分离程度。该方法为开发下一代高性能有机太阳能电池开辟了新途径。

研究不足

该研究聚焦于二元有机太阳能电池，可能无法直接适用于更复杂的体系。这种精妙的分子裁剪方法需要精确控制，在更大规模上复制可能存在挑战。

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