Adv Sci:结构调控和界面钝化改善有机太阳能电池性能
纳米技术 纳米 2022-01-16

目前人们在发展聚合物太阳能电池的非富勒烯受体材料进行非常广泛的研究,但是仅仅非常少的相关报道对非富勒烯型受体的结构与电池稳定性之间的关系进行研究。

有鉴于此,苏州纳米所骆群和马昌期、北京师范大学谭宏伟等报道对PM6:NFA型反式太阳能电池中分别使用ITIC、IT-4F、Y6、N3作为NFA的器件稳定性进行比较,发现稳定性的关系遵循IT-4F>Y6≈N3>ITIC。

本文要点:

(1)

通过量子化学计算,发现F原子取代降低C=C双键,提高NFA和ZnO之间的相互作用,C=C化学键旁边噻吩基团的β-烷基链能够阻碍羟基自由基对C=C双键的进攻。

(2)

通过以上比较的结果,选取较大体积烷基侧链作为受体,展示了更加缓慢的光降解或者性能衰减。通过苯乙硫醇对ZnO进行表面钝化,实现了17 %的太阳能电池效率,T80达到5140 h,Ts80达到6170 h。本文研究结果说明噻吩官能团的β-位进行官能团化修饰能够改善NFA的稳定性。

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参考文献

Bowen Liu,Xiao Su,Yi Lin,Zerui Li,Lingpeng Yan,Yunfei Han,Qun Luo,Jin Fang,Shangfeng Yang,Hongwei Tan,Chang-Qi Ma,Simultaneously Achieving Highly Efficient and Stable Polymer:Non-Fullerene Solar Cells Enabled By Molecular Structure Optimization and Surface Passivation, Adv. Sci. 2022, 2104588

DOI: 10.1002/advs.202104588

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202104588


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