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oe1(光电查) - 科学论文

285 条数据
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  • 具有非稠环结构的近红外电子受体用于高效有机太阳能电池

    摘要： 具有近红外（NIR）吸收特性的非富勒烯受体（NFA）对有机太阳能电池（OSCs）获得高电流密度至关重要。本研究通过苯并噻二唑（BT）核与卤代端基经环戊二噻吩（CPDT）桥连，开发出两种具有宽谱（600-900 nm）强吸收的窄带隙非稠环骨架NFA。与氟代类似物BCDT-4F相比，氯代NFA BCDT-4Cl表现出更强的J-聚集效应和更紧密的分子堆积，在与聚合物给体PBDB-T搭配时形成优化的共混形貌?；贐CDT-4Cl的OSCs外量子效率响应显著提升，其12.10%的效率明显高于BCDT-4F体系（9.65%）。该工作为NIR受体提供了电子缺陷核与卤代端基在非稠环骨架中的设计策略，不仅能精细调控光电性能，还简化了分子的合成复杂度。

    关键词： 缺电子核、有机太阳能电池、卤化端基、非稠合结构、近红外电子受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 无机分子诱导的电子转移复合物用于高效有机太阳能电池

    摘要： 电极修饰的界面工程已被证明是提高有机太阳能电池（OSC）功率转换效率（PCE）的有效方法。然而，与活性层的研究进展相比，界面修饰研究严重滞后，电极修饰对PCE提升的贡献被边缘化。本研究合成了一系列化学组成和光电性能渐变的金属氧多核簇（PMCs），据此开发出高效稳定的空穴提取层以提升OSC效率。经PMC-4修饰的OSC器件PCE从15.7%提升至16.3%（对比PEDOT:PSS器件）。该材料可通过溶液法制备且无需后处理，相应器件展现出更优的长期稳定性。首次揭示PMC的强氧化性可诱导形成无机-有机电子转移复合物，构建无势垒界面实现高效空穴提取。实验数据与理论计算表明，混合配体PMCs的分子极化能增强空穴传输层/活性层界面的电容?；诖?，混合配体PMCs可通过刮涂工艺制备1 cm2大面积OSC，获得认证效率14.3%。

    关键词： 功率转换效率、空穴提取层、多核金属氧簇、有机太阳能电池、界面工程

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用优化添加剂的刮涂法制备高效稳定大面积有机太阳能电池

    摘要： 在大面积器件制备中，同时实现优异的光伏性能与器件稳定性是有机太阳能电池（OSC）商业化的关键。本研究通过刮涂法在环境条件下制备了添加不同添加剂（1,8-二碘辛烷(DIO)、1,8-辛二硫醇(ODT)、氯萘(CN)）的非富勒烯OSC。结果表明这三种添加剂均能提升器件性能：未添加剂的器件功率转换效率(PCE)为9.19%，CN添加剂器件仅小幅提升至9.34%；DIO添加剂器件虽获得9.87%的较高PCE，但器件稳定性较差；而ODT添加剂通过增强结晶度及形成小而纯的相畴，不仅使器件获得更高的光伏性能（PCE达10.20%），还展现出更优的稳定性。此外，采用刮涂法制备的90 mm2大面积ODT基器件也实现了8.59%的高PCE，显示出制备高效稳定大面积有机太阳能电池的巨大潜力。

    关键词： 稳定性，有机太阳能电池，大面积，刮涂法，添加剂

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种具有9,9'-双咔唑主链的3D非富勒烯电子受体，用于高效有机太阳能电池

    摘要： 具有大稠环核的一维梯形非富勒烯电子受体（NFA）已广泛应用于高效有机太阳能电池（OSC）。最新研究表明，具有三维（3D）结构的小分子受体可能表现出较低的能量损失，从而提升OSC性能。本研究设计、合成并表征了一种新型3D NFA（99CZ-8F），其以9,9'-双咔唑为骨架，通过单个N-N键连接两个线性A-D-A结构单元。固态下99CZ-8F在500-800 nm范围内呈现强吸收，与给体材料PM6的吸收互补。通过二元溶剂混合物调控活性层形貌后，优化器件实现了6.6±0.1%的最高光电转换效率（PCE），该数值位列3D非富勒烯电子受体基OSC报道值中的最佳水平之一。

    关键词： 有机太阳能电池、端基基团、三维分子结构、双咔唑、非富勒烯电子受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过π桥工程增强苯并二噻吩-交替-双(噻吩-2-基)喹喔啉聚合物在非富勒烯有机太阳能电池中的光伏性能

    摘要： 一系列新型交替共轭聚合物——即含富电子苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩（BDT）衍生物（包括4,8-双(2-丁基辛氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩（BDTO）、4,8-双(5-(2-丁基辛基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩（BDTT）和4,8-双(三异丙基硅烷乙炔基)苯并[1,2-b:4,5'-]二噻吩（BDTSi））与缺电子5,8-双(5-(4-己基噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2,3-双十二烷基-6,7-二氟喹喔啉（TTFQ）单元的P(BDTO-TTFQ)、P(BDTT-TTFQ)和P(BDTSi-TTFQ)被成功制备。研究系统考察了这些基于TTFQ的聚合物的光物理性质、电化学特性、结晶度、曲率、电荷传输及光伏性能，并与结构相似的基于2,3-双十二烷基-6,7-二氟-5,8-双(噻吩-2-基)喹喔啉（TFQ）的聚合物（即含BDTO、BDTT和BDTSi的P(BDTO-TFQ)、P(BDTT-TFQ)和P(BDTSi-TFQ)）进行了简要对比。研究表明：在P(BDTO-TFQ)、P(BDTT-TFQ)和P(BDTSi-TFQ)中于BDT与TFQ单元间引入额外π桥（3-己基噻吩）对P(BDTO-TFQ)和P(BDTT-TFQ)的性能影响甚微，但显著改变了P(BDTSi-TFQ)的特性。因此，P(BDTO-TTFQ)和P(BDTT-TTFQ)分别展现出与对应TFQ基聚合物（3.49%和7.06%）相当的功率转换效率（3.99%和6.69%），而P(BDTSi-TTFQ)的效率（6.21%）较其TFQ基对应物（0.75%）获得显著提升。

    关键词： 侧链影响、有机太阳能电池、主链修饰效应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于喹喔啉酰亚胺单元作为中心结构单元的非富勒烯受体在有机太阳能电池中的设计与合成

    摘要： 我们设计并合成了两种新型非富勒烯受体QIP-4F和QIP-4Cl，它们以新型酰亚胺功能化喹喔啉(QI)单元与噻吩并噻吩结构融合形成的中心构建?？槲诵?，分别采用氯代或氟代的2-(3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基)丙二腈作为端基?；赑2F-EHp:QIP-4Cl的优化器件实现了13.3%的功率转换效率，其开路电压高达0.94V，表现优异。结果表明，含QI的稠环单元作为中心构建?？樵诟咝阅茉词芴辶煊蚓哂芯薮笄绷Α?

    关键词： 喹喔啉酰亚胺、有机太阳能电池、功率转换效率、非富勒烯受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二硫化钼和二硫化钨在水氨中的液相剥离及其在高效有机太阳能电池中的应用

    摘要： 简单、可扩展且经济高效的二维（2D）过渡金属二硫化物（TMDs）高质量合成方法，不仅对基础研究至关重要，也有助于这些低维材料在日益广泛的器件应用中普及。本研究报道了以水合氨（NH3(aq)）为介质的二硫化钼（MoS2）和二硫化钨（WS2）液相剥离（LPE）技术，这种绿色方法可替代传统但环境友好性较差的溶剂。所制备的纳米片浓度可达0.5-1毫克/毫升，具有优异的化学计量比与结构质量，并呈现半导体特性。这些特性使其特别适用于有机光电子学领域——该领域对光学透明度和合适能级两个关键前提有严格要求。当MoS2和WS2作为唯一空穴传输层材料用于有机光伏器件时，分别获得了14.9%和15.6%的功率转换效率，这凸显了基于水合氨的LPE方法制备高质量TMDs的潜力。该方法可潜在推广至其他TMDs材料。

    关键词： 氨水、二硫化钼、液相剥离、有机太阳能电池、二硫化钨

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过二维g-C?N?掺杂PEDOT:PSS提升非富勒烯有机太阳能电池性能

    摘要： 得益于非富勒烯受体材料的发展和活性层形貌的优化，单结有机太阳能电池（OSC）的功率转换效率（PCE）已突破16%。此外，在成熟活性层体系基础上，界面工程对进一步提升OSC性能始终起着关键作用。本研究报道了将石墨相氮化碳（g-C3N4）掺杂到聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）空穴传输层（HTL）中以提升PM6:Y6基OSC性能，使PCE提升至近16.4%。g-C3N4掺入PEDOT:PSS后作为布朗斯特碱发生质子化，削弱了绝缘性PSS对导电性PEDOT的屏蔽效应，促使PEDOT:PSS核壳结构表面暴露更多PEDOT链，从而提高导电性。因此，在g-C3N4掺杂HTL与PM6:Y6层界面处，电荷传输得到改善而复合被抑制，器件填充因子和短路电流密度均得以提升。该工作证明g-C3N4掺杂PEDOT:PSS是提升HTL导电性的有效策略，可实现更高OSC性能。

    关键词： 空穴传输层、PEDOT:PSS、有机太阳能电池、g-C3N4、非富勒烯受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 三氟甲基修饰的非富勒烯受体助力聚合物太阳能电池实现超过13%的功率转换效率

    摘要： 本文报道了一种通过端基三氟甲基化修饰非富勒烯小分子电子受体（NFA）的新型分子结构策略，用于提升太阳能电池性能。与不含三氟甲基的参比NFA（ITIC）相比，合成的三氟甲基化受体ITCF3具有更窄的带隙、更强的光吸收能力、更低的分子能级以及更优异的电子传输特性?；贗TCF3与聚合物给体PM6构建的体异质结太阳能电池，其功率转换效率显著提升至13.3%，远高于ITIC器件（8.4%）。该研究揭示了三氟甲基化在高效光伏受体材料设计中的巨大潜力。

    关键词： 功率转换效率，非富勒烯受体，三氟甲基，有机太阳能电池，聚合物

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 离域效应与过剩能量对有机太阳能电池量子效率的影响及光学互易关系成立性的研究

    摘要： 研究了两种典型聚合物：富勒烯体系中长程电荷分离的光子能量依赖性。实验表明，PCDTBT:PC61BM体系的内量子效率（IQE）与激发能量无关；而TQ1:PC71BM体系在接近电荷转移电致发光峰最大值的激发能量下呈现强能量依赖性，在更高激发能量时则变为能量无关。动力学蒙特卡洛模拟复现了实验测得的IQE数据，并揭示这种能量依赖性由电荷离域效应主导。当激发能量对应电荷转移电致发光峰最大值或更低时，要实现高效长程分离需要空穴-电子对初始分离约4-5纳米，而在更高光子能量下离域效应对电荷分离的影响较小。我们的模型结果表明，从现象学角度看电荷转移电致发光与外量子效率之间的互易关系，并不能从根本上证明这些光谱间常用的互易关系具有普适性。

    关键词： 离域、光学互易关系、量子效率、有机太阳能电池、电荷分离

    更新于2025-09-23 15:19:57