聚合物太陽能電池(PSC)依賴于小分子受體(SMA)和聚合物供體的混合物,但SMA的熱力學弛豫需要低聚物方法來提高操作穩定性。然而,高效器件通常依賴于低聚SMA和昂貴聚合物供體的合成,這對實現可持續和可再生能源構成了重大障礙。在此,北京化工大學張志國通過熱力學衍生的受體與聚合物供體PTQ10的相容性來解決這一挑戰。
本文要點:
1) 該策略是通過使用共軛側鏈來調節和二聚受體來實現的,從而精確調整它們的熱力學性質以優化相容性。該合成路線避免了有毒試劑、鹵化溶劑和惡劣條件。與p型連接體相比,摻入n型連接體的二聚體(DYBT)增強了結晶度、吸收和分子內交換耦合,并實現了19.53%的器件效率。
2) 考慮到效率、穩定性和材料成本,PTQ10:DYBT器件的每千瓦成本為0.10 $ KW-1,而大多數系統的成本超過10$ KW-1。這些發現降低了光活性層的整體材料成本,有助于實現可持續和持久的能源應用。
Qi Chen et.al Conjugated Side-Chains Optimize Giant Acceptor Compatibility with Low-Cost Polymer Donor to Overcome the Cost-Efficiency-Stability Trilemma in Polymer Solar Cells Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202505735
https://doi.org/10.1002/adma.202505735