擴(kuò)展非富勒烯電子受體(NFAs)的π共軛框架被認(rèn)為是提高光電性能的有效方法,然而,共軛擴(kuò)展如何影響NFAs的分子堆積和聚集行為,并進(jìn)一步?jīng)Q定其二元和三元太陽能電池的光伏性能,目前尚不明確。近日,武漢理工大學(xué)Li Wei發(fā)現(xiàn),用聯(lián)苯部分延伸尖端NFA C5-16的端基可以擴(kuò)大扭轉(zhuǎn)角并阻礙分子間相互作用,而喹啉部分在骨架核上的延伸可以促進(jìn)核與核的相互作用,從而延長成膜過程中的結(jié)晶期,并減少受體的形態(tài)和激子靜態(tài)無序。
本文要點:
1) 通過進(jìn)一步將端基和核心延伸的NFA C5Qx-B6F與C5-16結(jié)合,C5Qx-B6F:C5-16共混膜不僅保持了改進(jìn)的結(jié)構(gòu)有序性,減少了受體如C5Qx-B6F的激子靜態(tài)無序,而且實現(xiàn)了從A-A和D-D到A-D的分子堆積轉(zhuǎn)變,從而實現(xiàn)了有效的電荷收集能力,抑制了雙分子復(fù)合。
2) 作者獲得了20.3%的最大PCE、81.8%的FF、27.6mA cm-2的JSC和0.899V的VOC,由于光活性薄膜中自由體積較小,形態(tài)穩(wěn)定性得到改善,因此T80壽命延長。
Yuandong Sun et.al Extension on the Conjugated Framework of Non-fullerene Electron Acceptors toward Highly Efficient Organic Photovoltaics EES 2025
DOI: 10.1039/D5EE00845J
https://doi.org/10.1039/D5EE00845J