研究目的
研究一种具有9,9'-双咔唑主链的新型三维非富勒烯电子受体(99CZ-8F)的设计、合成与表征,用于高效有机太阳能电池。
研究成果
成功合成并表征了一种3D NFA 99CZ-8F材料,该材料具有高热稳定性、可见光区强吸收特性,且其HOMO/LUMO能级与给体PM6匹配。通过溶剂调控有效控制了活性层形貌,使有机太阳能电池(OSCs)实现了6.6%的功率转换效率(PCE)。本研究凸显了3D NFA在提升有机太阳能电池性能方面的潜力。
研究不足
该研究未报告99CZ-8F的玻璃化转变温度(Tg),而这一参数对于理解其在薄膜中的热稳定性至关重要。6.6%的功率转换效率(PCE)在三维非富勒烯受体材料中处于领先水平,但仍低于部分最先进的有机太阳能电池。
1:实验设计与方法选择:
本研究设计并合成了具有9,9'-双咔唑主链的3D非富勒烯受体材料(99CZ-8F),随后对其进行表征并应用于有机太阳能电池。
2:样品选择与数据来源:
活性层采用不同氯苯/氯仿(CB/CF)体积比的旋涂溶剂制备。
3:实验仪器与材料清单:
所用仪器包括BRUKER AVANCEIII-HD400核磁共振波谱仪、珀金埃尔默Lambda 750分光光度计、BRUKER ultrafleXtreme基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪、TA SDT 2960热重分析仪、CHI600电化学工作站(循环伏安测试)以及布鲁克Dimension Icon原子力显微镜。
4:实验步骤与操作流程:
99CZ-8F的合成包含铃木偶联、亲核加成及Knoevenagel缩合等多步反应。有机太阳能电池器件结构为ITO/ZnO/PM6-99CZ-8F/MoOx/Ag。
5:数据分析方法:
通过J-V曲线和EQE测试评估器件性能,形貌分析采用原子力显微镜和掠入射广角X射线散射技术。
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