现如今,可商用的聚合物供体PM6已广泛应用于有机太阳能电池(OSCs)中,并实现了其最先进的功率转换效率(PCEs)。为了进一步探索PM6在OSCs中的光伏应用潜力,精细调节分子结构以进一步优化相关的活性层形态具有重要意义。
近日,苏州大学张茂杰教授,天津大学叶龙教授报道了通过将第三个5,5‘-二噻吩基-2,2’-联噻唑(DTBTz,20 mol%)单元引入到PM6(PM6-Tz00)的分子骨架中,展示了一种简单的无规三元共聚方法来制备三元共聚物供体PM6-Tz00。
文章要点
1)研究发现,该方法可以适当地调整分子的有序性、取向性和聚集性,而对聚合物给体的吸收和能级没有明显的影响,从而有效地优化了带有小分子受体Y6的活性层形态,以及相关器件的电性能,最终提高填充因子(FF),提高PCE。
2)结果显示,基于PM6-Tz00的OSCs的PCE高达17.1%,FF显著提高到0.77,远高于基于PM6的对照OSCs(PCE=15.7%和FF=0.72)。值得注意的是,用Ag(220 nm)而不是Al(100 nm)作为光阴极,由于光电流的增加,使得OSCs的PCE进一步提高到17.6%。
研究工作为优化OSCs的混合形态以获得更高的光伏性能提供了一种简单而有效的方法。
Xia Guo, et al, Optimized active layer morphologies via ternary copolymerization of polymer donors for 17.6% efficiency organic solar cells with enhanced fill factor, Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI:10.1002/anie.202010596
https://doi.org/10.1002/anie.202010596