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oe1(光电查) - 科学论文

11 条数据
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  • 新型苯并二噻吩稠合苝二酰亚胺受体的合成与表征：通过结构异构调控光伏性能

    摘要： 设计并合成了两种异构的苯并二噻吩并苝二酰亚胺（BPDI-1和BPDI-2），通过苝二酰亚胺（PDI）受体与两种异构苯并二噻吩供体核（包括苯并[2,1-b:3,4-b']二噻吩（BDP）和苯并[1,2-b:4,3-b']二噻吩（BdT））之间的光诱导环化反应实现。系统比较研究了结构异构对分子几何构型、吸收光谱、能级、薄膜形貌及光伏性能的影响。研究发现供体核中硫原子取代位点的变化导致新开发的BPDI-1和BPDI-2受体具有显著不同的分子几何结构。与含BDP的BPDI-1相比，BdT核的引入使BPDI-2产生更强的主链扭曲。当与商用聚合物给体（PTB7-Th）共混时，BPDI-2受体的这种扭曲结构特征能有效抑制分子聚集，从而显著提升短路电流密度和光伏效率。最终，基于BPDI-2受体的非富勒烯太阳能电池实现了更高的光电转换效率（4.44%），优于BPDI-1（2.98%），这主要得益于更优异的短路电流密度。本研究为异构几何结构与器件性能的关系提供了对比性认知。

    关键词： 苯并二噻吩、分子几何结构、非富勒烯有机太阳能电池、苝二酰亚胺衍生物

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 基于丙二氧噻吩、二酮吡咯并吡咯和苯并二噻吩单元的电致变色聚合物的合成与电致变色性能

    摘要： 基于丙二氧基噻吩（ProDOT）、二酮吡咯并吡咯（DPP）和苯并二噻吩（BDT）三种单体，通过Stille偶联反应分别以投料比（ProDOT:BDT:DPP）为3:4:1和1:2:1合成了两种新型可溶性聚合物PD-1和PD-2。其中丙二氧基噻吩（ProDOT）与苯并二噻吩（BDT）作为给电子单元，二酮吡咯并吡咯（DPP）作为受电子单元。通过核磁共振氢谱（1H NMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、循环伏安法（CV）、电致变色光谱、开关动力学、色度学及热重分析对两种共聚物进行了表征。电化学研究表明这两种共聚物均具有快速掺杂/去掺杂能力和优异的稳定性。PD-1在中性态呈棕色，氧化态呈浅绿色；PD-2在中性态呈灰绿色，氧化态呈透明浅绿色。当DPP含量保持恒定时，调节ProDOT单元含量可有效控制共聚物颜色变化而不显著改变带隙（Eg）值，进而实现对光学对比度、响应时间和着色效率等其他性能的精细调控。PD-1和PD-2的Eg值分别为1.55 eV和1.52 eV，光学对比度分别为PD-1在1600 nm处42.36%和PD-2在1620 nm处67.74%，均是制备近红外器件的理想候选材料。它们在可见光区也具有适中的光学对比度、快速响应时间和高着色效率。

    关键词： 电致变色性能、二酮吡咯并吡咯、丙撑二氧噻吩、苯并二噻吩、可溶性共聚物

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 开发基于单苯并二噻吩单元的宽带隙聚合物用于高效聚合物太阳能电池

    摘要： 在本研究中，通过仅在共轭侧链中引入不同杂原子，开发了一系列基于苯并二噻吩的宽带隙聚合物给体（PBDTT、PBDTS、PBDTF和PBDTCl），用于高效聚合物太阳能电池（PSCs）。系统研究了磺化、氟化和氯化对这类BDT基聚合物整体性能的影响。通过在侧链中引入硫、氟和氯原子，HOMO能级可逐步降低，使得以Y6为电子受体的相关PSCs的开路电压（Voc）逐步提高（从0.78 V升至0.84 V）。此外，这种侧链工程策略促进了聚合物链间相互作用，并精细调控了活性层共混物的相分离，从而增强了吸收能力、优化了分子有序堆积和结晶度。其中，氯化处理的PBDTCl不仅表现出高吸收强度和优异结晶度，还实现了最平衡的空穴/电子电荷传输及最优化的形貌，最终获得最佳光电转换效率（PCE）13.46%，对应开路电压0.84 V、短路电流密度23.16 mA cm?2和填充因子69.2%。该氯化策略使PBDTCl兼具合成简便与高效优势，展现出在未来实现低成本实用化PSCs的光伏应用前景。

    关键词： 合成简便性、苯并二噻吩、唯一给体单元、宽带隙聚合物给体、聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 一种新型异靛蓝基共轭三元共聚物的合理设计及其全色吸收特性在聚合物太阳能电池中的应用

    摘要： 本研究合成了一种全色吸收共轭三元共聚物BDTID-BDT3MT，其由给电子单元苯并二噻吩(BDT)、强吸电子单元异靛蓝(ID)和弱吸电子单元甲基-3-噻吩甲酯(3MT)组成。通过将这三种单体整合到共轭三元共聚物结构中，BDTID-BDT3MT的吸收光谱在300至750纳米波长区间内呈现出异?？矸骸⑶烤⑶揖鹊奈沾?，有助于实现太阳光照下的高效光捕获。基于简化重复单元的理论计算解释了BDTID-BDT3MT这种引人注目的全色吸收行为。以BDTID-BDT3MT作为给体聚合物与非富勒烯受体(如ITIC-4F)构建的聚合物太阳能电池(PSCs)展现出5.38%的高光电转换效率(PCE)、0.88伏的高开路电压(Voc)和13.74毫安/平方厘米的短路电流密度(Jsc)，而采用BDTID、BDT3MT与ITIC-4F三元混合体系构建的PSCs则分别表现出较低的3.74% PCE和11.15毫安/平方厘米 Jsc?；贐DTID-BDT3MT的PSCs优异性能可归因于其高光捕获效率及相对更有利的纳米相薄膜形貌。研究结果表明，由于具有显著宽泛的全色吸收带，BDT、ID和3MT单元可作为共轭三元共聚物结构中的有效构筑基元。

    关键词： 全色吸收，三元共聚物，苯并二噻吩，异靛蓝，聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 理解有机光伏器件在室内外条件下的性能：给体聚合物氯化的影响

    摘要： 理解供体聚合物的化学结构对其对应有机光伏器件在不同光照强度条件下光电性能的影响，对提升器件性能至关重要。我们合成了一系列基于聚[(2,6-(4,8-双(5-(2-硫乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩))-交替-(5,5-(1′,3′-二-2-噻吩基-5′,7′-双(2-乙基己基)苯并[1′,2′-c:4′,5′-c′]二噻吩-4,8-二酮)](PBDB-TS)的共聚物，并研究了噻吩取代苯并二噻吩(BDT-Th)单元氯代对其光伏性能的影响。该聚合物的氯代处理形成了本体异质结(BHJ)形貌，既优化了电荷传输效率又抑制了漏电流，同时提高了器件的开路电压；这种优化使得有机光伏器件不仅在一倍太阳光照射条件下，而且在模拟室内光照的低光强条件下都实现了功率转换效率(PCE)的显著提升——在一倍太阳光下PCE从PBDB-TS的8.7%提高到氯代聚合物PBDT-TS-3Cl和PBDT-TS-4Cl的约13%，在500勒克斯荧光照明下从PBDB-TS的5.3%提升至PBDB-TS-4Cl的21.7%。值得注意的是，虽然一倍太阳光下的光伏效率与氯代位置无关，但PBDB-TS-4Cl在模拟室内光下的表现优于其衍生物PBDB-TS-3Cl。结果表明，在低光照条件下实现高效光吸收和载流子产生对获得高光伏效率起关键作用。

    关键词： 体异质结、苯并二噻吩、室内光、氯取代、有机光伏

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 新型苯并二噻吩类低带隙聚合物太阳能电池的应用及采用原子层沉积封装技术的器件稳定性研究

    摘要： 通过溶剂蒸发技术合成了一种新型苯并二噻吩类共聚物。采用常规封装和原子层沉积（ALD）技术对聚[5-(5-(4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2,3-双(3,4-双(癸氧基)苯基)-8-(噻吩-2-基)喹喔啉]（P-TQTBDT）太阳能电池进行封装。通过核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）和循环伏安法（CV）对样品进行表征。为比较商用P3HT与我们新型聚合物太阳能电池的稳定性，同时对P3HT和P-TQTBDT太阳能电池开展稳定性研究。结果表明：在AM1.5G太阳光照射300小时内，采用ALD封装技术的P-TQTBDT电池稳定性从38%提升至72%，证实ALD是极具前景的聚合物太阳能电池封装技术。两种封装方式下，P-TQTBDT太阳能电池均比P3HT太阳能电池表现出约10%的更高稳定性。我们重点研究了ALD封装技术对提升聚合物太阳能电池稳定性的作用，旨在对比P-TQTBDT与P3HT太阳能电池。P-TQTBDT的稳定性结果表明该共聚物有望成为实现聚合物太阳能电池超高稳定性的理想材料。

    关键词： 原子层沉积、太阳能电池、稳定性测试、ISOS稳定性测试、苯并二噻吩、有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 1V高开路电压氟代烷氧基联苯侧链苯并二噻吩基光伏聚合物

    摘要： 利用二维共轭结构并通过苯环延伸二维π共轭体系，可提升基于BDT的聚合物太阳能电池（PSCs）性能。本研究结合氟原子的强吸电子能力，设计合成了以氟代烷氧基联苯为侧链的新单体BBFBDT，构建了以苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮（BDD）为受体的中带隙给体（D）-受体（A）共聚物P1。当与经典非富勒烯受体ITIC共混时，基于P1的PSCs实现了4.16%的功率转换效率（PCE）；而与富勒烯受体PC71BM共混时，器件PCE达4.66%，开路电压（Voc）为0.93 V，短路电流密度（Jsc）为9.83 mA cm?2，填充因子（FF）为50.97%?；赑1器件的较低Jsc可能源于吸收光谱互补性较差。进一步合成了以缺电子的4,7-双(5-溴噻吩-2-基)-2-((2-乙基己基)氧基)-5,6-二氟-2H-苯并[d][1,2,3]三唑（TZ）为受体单元的宽带隙D-A共聚物P2，以匹配ITIC的吸收光谱。最终器件效率达到6.59%，Voc为0.99 V，Jsc为14.37 mA cm?2，FF为46.32%。

    关键词： 氟代烷氧基联苯侧链，苯并二噻吩（BDT），高开路电压，共轭聚合物，聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用随机三元共聚物给体、活性层厚度为350纳米的高效大面积有机光伏组件

    摘要： 通过将少量苯并二噻吩引入到高度结晶的并三噻吩与二氟苯并噻二唑共聚物BDT-Th0中，开发出随机三元共聚物。共聚物BDT-Th0的体异质结（BHJ）是通过聚合物晶体的快速固液相分离过程形成的，这导致不规则且模糊的相分离以及严重的聚合物聚集。相比之下，采用10%摩尔进料比苯并二噻吩单元制备的随机三元共聚物BDT-Th0，其聚合物堆积结构的形成更为缓慢渐进，在前驱体溶液中未出现松散堆积的准晶体导致的显著团聚现象。由此形成了具有适当相分离和更高畴纯度的最佳BHJ形貌。BDT-Th0通过将小电池的优化BHJ形貌成功复刻至58.5 cm2尺寸、350 nm膜厚的?？橹?，实现了7.74%的高太阳能电池效率，而共聚物则表现出不可复现的特性，效率大幅降至4.37%。该结果是目前此类厚活性膜高性能大面积钙钛矿太阳能电池?？橹凶罡咝手弧?

    关键词： 随机三元共聚物、苯并二噻吩、体异质结、大面积?？?、聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于高效锡基钙钛矿太阳能电池的苯并二噻吩空穴传输材料

    摘要： 开发高效的界面空穴传输材料（HTMs）对实现高性能无铅锡基卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）至关重要。本文报道了一系列通过简单且可扩展的合成路线制备的新型苯并二噻吩（BDT）基有机小分子，这些分子含有四苯胺和二三苯胺给体。研究表明，两种BDT基分子的热学、光学和电化学性质在结构和能级上均适合作为锡基PSCs的空穴传输材料。使用BDT基HTMs的乙二胺铵/甲脒铵锡碘化物太阳能电池实现了高达7.59%的冠军功率转换效率，优于采用传统昂贵HTMs的同类参比电池。因此，这些BDT基分子是制备高性能锡基PSCs的极具前景的空穴传输材料候选者。

    关键词： 苯并二噻吩、锡、钙钛矿太阳能电池、三苯胺、无铅

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 三异丙基硅乙炔基取代噻吩侧链对一系列基于苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩聚合物给体及其光伏性能的系统评估

    摘要： 本报告合成了三种新型给体共聚物（分别命名为P1、P2和P3），其结构以辛基3-氟噻吩并[3,4-b]噻吩-2-甲酸酯为受体单元，苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)衍生物为给体单元（分别带有三异丙基乙炔基硅烷(TIPS)、三异丙基((噻吩-2-基)乙炔基)硅烷(TIPS-Th)和三异丙基((3-辛基噻吩-2-基)乙炔基)硅烷(TIPS-ThC8)侧链），旨在评估在TIPS侧链与BDT骨架之间插入噻吩或烷基噻吩单元能否改善其性能及光伏表现。研究发现，BDT骨架上TIPS侧链的修饰显著影响了所得聚合物的光电化学性质、分子取向及纳米级形貌。其中优化后的P1:PC71BM有机太阳能电池(OSCs)展现出最佳性能，功率转换效率(PCE)达6.55%，开路电压(VOC)高达1.02 V，性能优于P2和P3（PCE分别为4.72%和5.47%）。详细表征表明，P1:PC71BM共混膜优异的器件性能源于其紧密的"面朝上"分子取向、高空穴迁移率及优异的纳米级形貌，这些特性有效降低了电压损耗，并在OSCs中实现了高效电荷转移与低复合损失。相比之下，P2和P3性能较低主要源于TIPS-Th或TIPS-ThC8插入导致的溶解性下降，进而对其分子量、形貌及载流子迁移率产生负面影响。这些结果为设计基于2-TIPSTh取代BDT单元的聚合物提供了重要指导。

    关键词： 有机太阳能电池，TIPS-BDT，苯并二噻吩，给体聚合物，TIPS效应

    更新于2025-09-11 14:15:04