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新型高能茚二酮基平面给体用于稳定高效的有机太阳能电池

DOI：10.1016/j.solener.2020.03.023 期刊：Solar Energy 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 本研究记录了一种新型高能吲哚二酮基D-π-A平面分子——2-(5″-己基-[2,2′:5′,2″-三噻吩]-5-基)亚甲基)-1H-茚-1,3(2H)-二酮(H3T-ID)的合成，该分子作为体异质结有机太阳能电池(BJH-OSCs)的给体材料。研究全面考察了其光物理性质、光电特性及显微图像。H3T-ID表现出良好的吸收特性（最大吸收波长约495 nm），光学带隙约1.98 eV。分子中的π间隔基和己基侧链显著改善了薄膜形貌与分子堆积，增强了电荷传输能力。相较于PC61BM受体，该有机分子的HOMO能级匹配良好且LUMO能级显著更高。以H3T-ID为给体、PC61BM为受体制备的BHJ-OSC器件展现出最高光电转换效率~4.05%，优异的短路电流密度~10.43 mAcm?2、开路电压~0.77 V及填充因子0.51。稳定性测试表明，未封装器件在15天内保持初始效率超80%，显示出良好的重现性与稳定性。
作者： Shabaz Alam，M. Shaheer Akhtar，Abdullah，Eunbi-Kim，Hyung-Shik Shin，Sadia Ameen
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

合成一种新型高能吲哚醌基D-π-A平面分子，用作体异质结有机太阳能电池（BJH-OSCs）中的给体材料，并研究其光物理性质、光电特性及显微图像。

研究成果

合成的H3T-ID分子表现出良好的热稳定性、提高的溶解度以及适用于BJH-有机太阳能电池的合适带隙。所制备的器件显示出最大功率转换效率约4.05%，并具有良好的稳定性和可重复性。研究结果表明，H3T-ID是高性能溶液加工型BJH-有机太阳能电池中一种有前景的给体材料。

研究不足

该研究聚焦于H3T-ID作为BJH-有机太阳能电池供体材料的合成与初步表征。若用于商业应用，可能还需开展进一步优化及规?；芯?。

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