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使用含苯乙基衍生物的苝四羧酸二酰亚胺的平面有机太阳能电池的光伏特性

DOI：10.7567/1347-4065/ab54fe 期刊：Japanese Journal of Applied Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 我们报道了采用低带隙聚合物PTB7作为给体(D)，以及三种氮原子上具有不同取代基（苯乙基(PEPTC)、(4-氟苯基)乙基(4FPEPTC)和(4-甲氧基苯基)乙基(4MeOPEPTC)）的苝四羧酸二酰亚胺衍生物作为受体(A)的平面有机光伏器件(OPVs)性能。这些末端基团具有不同偶极矩的受体，预计会与底层PTB7层产生不同的相互作用。由于4FPEPTC中4-氟苯基的取向导致D/A界面偶极矩定向排列，PTB7/4FPEPTC器件出现了异常低的开路电压(Voc)。另一方面，尽管4MeOPEPTC末端的4-甲氧基苯基与4FPEPTC末端的4-氟苯基偶极矩方向相反，但由于4MeOPEPTC在D/A界面未定向排列，PTB7/4MeOPEPTC器件并未获得预期的较高Voc。
作者： Takeshi Yasuda，Kenji Sakamoto
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为研究PTCDI氮原子不同取代基对有机光伏器件性能的影响，重点关注给体/受体界面偶极矩取向及其对光伏特性的影响。

研究成果

研究表明，给体/受体界面处偶极矩的取向显著影响有机光伏器件的光电性能。PTB7/4FPEPTC体系中异常低的开路电压源于偶极矩取向效应，而4MeOPEPTC的取向无序性则阻碍了开路电压的预期提升。该发现揭示了分子取向与偶极矩在高效有机光伏器件设计中的关键作用。

研究不足

所制备的有机光伏器件的功率转换效率相对其他研究较低，这可能是由于选用了形成平整表面的PTB7材料，导致给体/受体界面离散化而牺牲了效率。4MeOPEPTC在给体/受体界面的无序排列使得开路电压预期的提升效果变得复杂。

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