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用于低能量损耗近红外有机光伏的带隙调控非富勒烯受体

DOI：10.1021/acsmaterialslett.9b00512 期刊：ACS Materials Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 设计并合成了一系列A?π?D?π–A型非富勒烯受体（NFAs），主要通过侧链工程优化近红外（NIR）有机太阳能电池（OSCs）的光吸收和能量损失。具体分子包括p-IO1、o-IO1、p-IO2和o-IO2，其光学带隙分别为1.34 eV、1.28 eV、1.24 eV和1.20 eV。通过用体积较大的苯基己基（p-）取代直链辛基（o-），以及用烷基-烷氧基组合（-O1）替换双烷氧基（-O2），可以调控光电性能和分子间排列，从而针对能量带隙进行优化，并在与给体聚合物PTB7-Th共混时获得理想的体异质结形貌?；趏-IO1和PTB7-Th的太阳能电池展现出13.1%的最佳功率转换效率。o-IO1受体优异的光伏性能可归因于26.3 mA cm?2的短路电流和约0.54 eV的能量损失。这些结果进一步证明侧链工程是调控n型分子半导体分子设计的直接策略，尤其在近红外高效有机光伏领域具有重要意义。
作者： Jaewon Lee，Seyeong Song，Jianfei Huang，Zhifang Du，Hansol Lee，Ziyue Zhu，Seo-Jin Ko，Thuc-Quyen Nguyen，Jin Young Kim，Kilwon Cho，Guillermo C. Bazan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过侧链工程研究非富勒烯受体（NFAs）的设计与合成，以优化近红外（NIR）有机太阳能电池（OSCs）的光吸收并最小化能量损失。

研究成果

该研究成功证明，非富勒烯受体（NFA）的侧链工程可显著影响近红外有机太阳能电池的光电特性和光伏性能。采用线性辛基链与烷基-烷氧基组合的o-IO1受体实现了13.1%的高光电转换效率及低能量损失，凸显了分子设计策略在推动有机光伏技术发展中的潜力。

研究不足

该研究聚焦于一系列特定的非富勒烯受体（NFAs）及其与给体聚合物PTB7 - Th的性能表现。但未探究这些发现对其他给体 - 受体组合或器件结构的普适性。

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