- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
一种有效恢复可扩展有机太阳能电池中非辐射复合损失的方法
摘要： 可扩展印刷技术被视为商业应用中的关键步骤，已成为有机太阳能电池领域的研究前沿。然而，由于制备工艺的差异，从实验室到产业化的转化过程中效率损失不可避免。事实上，光伏性能的下降主要与电压损失相关，而电压损失主要受相分离形貌多样性和光活性材料化学结构的影响。研究者在PBDB-T-2F:IT-4F体系中引入富勒烯衍生物茚-C60双加成物(ICBA)来控制刮涂过程中的活性层形貌。作为对称性富勒烯衍生物，ICBA能调节结晶倾向和分子堆积取向，抑制载流子复合。这种三元策略克服了刮涂过程中较弱剪切脉冲导致的形貌问题。得益于非辐射复合损失的降低，采用刮涂法制备的1.05平方厘米器件实现了13.70%的功率转换效率。该方法为可扩展印刷过程中恢复电压损失提供了有效支撑。
关键词： 非辐射复合损失、有机太阳能电池、大面积太阳能电池、刮刀涂布法
更新于2025-09-23 15:21:01
-
对π-扩展分子受体进行氟化处理，可形成高度连接的晶体结构并降低重组能，从而实现高效太阳能电池
摘要： 新型半导体材料的合成与表征对开发高效有机太阳能电池至关重要。本研究报道了首个结合π键延伸与氟化修饰的茚并二噻吩并噻吩类非富勒烯受体ITN-F4和ITzN-F4的合成、理化性质、薄膜形貌及光伏响应。通过单晶X射线衍射、飞秒瞬态吸收光谱(fsTA)、光伏性能测试、空间电荷限制电流传输、阻抗谱、掠入射广角X射线散射及密度泛函理论计算等多种技术，系统研究了纯受体材料及其与氟化给体聚合物聚{[4,8-双[5-(2-乙基己基)-4-氟-2-噻吩基]苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-2,6-二基]-交替-[2,5-噻吩二基[5,7-双(2-乙基己基)-4,8-二氧代-4H,8H-苯并[1,2-c:4,5-c′]二噻吩-1,3-二基]]}(PBDB-TF，又称PM6)形成的体异质结共混膜。研究发现：当与PBDB-TF配对时，ITN-F4和ITzN-F4比未π键延伸/未氟化的同类材料具有更高的功率转换效率和更低的内重排能。此外，这两种受体展现出有利于体异质结的优异单晶堆积结构。飞秒瞬态吸收光谱显示，尽管纯膜和共混膜中均存在激基缔合物态，但ITN-F4和ITzN-F4在与PBDB-TF共混膜中均能实现超快空穴转移(<300 fs)。综合比较相关结构可知，氟化修饰与π键延伸的协同作用可促进晶体中π面-π面堆积、提高结晶度、降低内重排能、增强层间π-π电子耦合，从而显著提升功率转换效率。
关键词： 阻抗谱、有机太阳能电池、晶体结构、飞秒瞬态吸收光谱、计算化学
更新于2025-09-23 15:21:01
-
具有三维噻吩/硒吩稠合苝二酰亚胺的非富勒烯小分子受体用于高效有机太阳能电池
摘要： 具有螺环核心并连接S/Se稠合苝二酰亚胺的三维非富勒烯受体具有合适的能级、扭曲的分子构型和高载流子迁移率，使得有机太阳能电池的功率转换效率达到6.95%。
关键词： ??二酰亚胺、有机太阳能电池、载流子迁移率、非富勒烯受体、螺环核心
更新于2025-09-23 15:21:01
-
微波辅助合成ZnO纳米结构用于有机太阳能电池应用
摘要： 本工作采用简单高效的微波辅助水热法合成了氧化锌纳米结构，以醋酸锌和六亚甲基四胺为前驱体。通过调节合成条件中的各项参数，获得了形貌明确的产物。X射线衍射峰表明所制备材料具有高结晶度和六方纤锌矿结构。场发射扫描电子显微镜揭示了合成材料的不同形貌特征。该材料可用于有机太阳能电池中，能有效解离电子-空穴对，从而提升光伏性能。
关键词： 形态学、有机太阳能电池、微波、纳米结构、氧化锌
更新于2025-09-23 15:21:01
-
利用先进中子散射技术探测有机太阳能电池
摘要： 中子散射技术为有机太阳能电池活性层形貌提供了独特见解。通过中子可探测对有机太阳能电池性能具有重大影响的纳米级形貌、薄膜垂直组分及分子尺度混合情况。除静态结构外，中子还能研究活性材料中的快速动力学过程。本观点信函在简要介绍有机太阳能电池工作原理后，重点阐述了掠入射小角中子散射与准弹性中子散射实验的强大功能。
关键词： 中子散射、掠入射小角中子散射、形貌、准弹性中子散射、有机太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
-
具有非对称骨架的受-给-受体型非富勒烯受体用于高性能有机太阳能电池
摘要： 通过将烷基苯引入对称受体CC5，设计并合成了具有不对称D单元的A-D-A型受体CC10。与对称受体CC5相比，不对称受体CC10表现出相似的吸收范围和能级，但具有更好的π-π堆积、增强的电子迁移率和优化的微观形貌。因此，基于CC10的有机太阳能电池实现了11.78%的高光电转换效率（PCE），优于基于CC5器件的6.91%。仅通过分子主链的微小修饰就显著提升了器件性能，这表明不对称策略在设计高性能活性层材料方面具有巨大潜力。
关键词： 非富勒烯受体、有机太阳能电池、不对称主链、高性能
更新于2025-09-23 15:21:01
-
利用芘 - 双吡咯亚甲基间层抑制非富勒烯有机太阳能电池中氧化锌电子传输层的光催化活性
摘要： 基于非富勒烯受体的有机太阳能电池近期在功率转换效率方面取得了显著提升。然而这类器件仍存在严重的稳定性问题，特别是在采用氧化锌底部电子传输层的倒置器件结构中。本研究通过在光活性层/氧化锌界面插入芘-氟硼二吡咯（pyrene-bodipy）给体-受体染料作为薄层中间层，有效抑制了氧化锌光催化活性引发的非富勒烯受体降解反应。该芘-氟硼二吡咯中间层能阻隔非富勒烯受体与氧化锌的直接接触，从而防止紫外光照射下后者对前者的分解作用，使器件光稳定性显著提高。非富勒烯受体与中间层氟硼二吡咯部分的π-π相互作用促进了电荷从非富勒烯受体向芘的转移，继而通过分子内电荷转移至氟硼二吡咯部分，最终传递至氧化锌。经氟硼二吡咯-芘修饰的氧化锌还提高了光活性混合物的结晶度及其中聚合物给体分子的face-on堆叠程度，从而同时增强电荷传输能力并提升入射光吸收率。此外，该修饰降低了氧化锌薄膜的表面功函数和表面能，这些因素共同作用使制备器件的功率转换效率显著提升——其中富勒烯基器件最佳效率达9.86%，非富勒烯基器件更达到11.80%。
关键词： 硼二吡咯甲基(BODIPY)、氧化锌、光催化活性、芘、有机太阳能电池、光稳定性、非富勒烯受体
更新于2025-09-23 15:21:01
-
易于获取的苯并[d]噻唑聚合物用于效率超过16%的非富勒烯太阳能电池及其潜在陷阱
摘要： 我们在此报道了一种简便、高产率合成二氟代BTA结构单元——4,7-双(5-溴-4-(2-己基癸基)噻吩-2-基)-5,6-二氟-2-(十五烷-7-基)苯并[d]噻唑(BTAT-2f)的方法，该单元可用于有机太阳能电池(OSCs)中的给体(D)-受体1(A1)-受体2(A2)聚合物体系[D=联噻吩，A1=BTAT-2f，A2=苯并噻二唑(BT)衍生物]。通过逐步调节A2的氟化程度，实现了对聚合物光学和电子性质的精细调控。本体异质结(BHJ)型PBTATBT-4f:Y6太阳能电池在不使用加工添加剂的情况下，实现了16.08%的显著功率转换效率(PCE)(开路电压Voc=0.81 V，短路电流密度Jsc=27.25 mAcm-2，填充因子FF=72.70%)。相比之下，PBTATBT-2f:Y6由于共结晶诱导的复合效应表现出无序形貌和低PCE——这在非富勒烯(NFA)有机太阳能电池中尚属首次发现。该结果对未来NFA材料设计具有重要指导意义。
关键词： 苯并[d]噻唑聚合物、功率转换效率、有机太阳能电池、共晶形成、非富勒烯太阳能电池
更新于2025-09-23 15:21:01
-
一种用于高效全小分子有机太阳能电池的新型宽带隙小分子给体，具有较小的非辐射能量损失
摘要： 全小分子有机太阳能电池（SM-OSCs）因小分子具有易提纯、化学结构明确及批次差异小等优点而备受关注。要实现高性能SM-OSCs，合理设计匹配良好的给受体材料以降低能量损失至关重要。本研究通过首次引入噻唑并[5,4-d]噻唑（TTz）单元作为构建基元，开发了一种新型宽带隙小分子给体BTTzR?；贐TTzR与Y6的优化器件展现出13.9%的卓越光电转换效率（PCE）。更重要的是，该器件表现出仅0.18 eV的极低非辐射能量损失，与无机材料相当。本工作表明BTTzR是高性能SM-OSCs应用中极具前景的小分子给体材料，并为降低有机太阳能电池非辐射能量损失提供了材料设计新思路。
关键词： 小分子给体、有机太阳能电池、能量损失、宽带隙、高效率
更新于2025-09-23 15:21:01
-
非对称稠环受体上的电荷密度调制实现高效光伏太阳能电池
摘要： 对噻吩并[2'',3'':5',6']-螺-二茚并[2',1':4,5]二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]吡咯（IPT）核心进行电荷密度调控，系统研究了其对非对称稠环受体（FRAs）电子结构、分子堆积及光伏性能的影响。本研究通过在IPT核心上引入2-乙基己基、2-乙基己氧基、氢或氯等相应侧链，设计了一系列基于IPT的FRAs（约IN-4F、INO-4F、IPT-4F和IPCl-4F）。增强的吸电子侧链会收缩光学带隙但降低最低未占分子轨道（LUMO）能级，这在有机太阳能电池（OSCs）中导致短路电流密度（JSC）与开路电压（VOC）之间的权衡。此外，这些FRAs表现出可调的混溶性和结晶度，反映在OSCs的填充因子（FF）和JSC值上。当与聚合物给体PM6配对时，基于IPT-4F的器件实现了最高14.62%的能量转换效率（PCE），具有平衡的0.88 V VOC、22.15 mA cm-2 JSC以及高达75.01%的FF。我们的研究表明，对非对称FRAs进行电子密度调控是系统优化器件参数以实现高性能OSCs的有效途径。
关键词： 非对称稠环受体、电荷密度调制、吸电子侧链、有机太阳能电池、光伏性能
更新于2025-09-23 15:21:01