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化學(xué)所&東南大學(xué)AM：FF 83%的三元有機太陽能電池，通過局部偶極矩調(diào)制實現(xiàn)

發(fā)表時間：2024-08-14 17:04

主要內(nèi)容

有機半導(dǎo)體的偶極矩排列對分子堆積、光電性能和器件性能有著至關(guān)重要的影響。在這篇文章中，中國科學(xué)院化學(xué)所侯劍輝、東南大學(xué)姚惠峰等人通過改變非富勒烯受體(NFAs)的分子不對稱性來調(diào)節(jié)其局部偶極矩，以獲得有機太陽能電池(OSCs)中所需的填充因子(FF)值。

研究團隊設(shè)計并合成了AA-1和AA-2兩種具有不同取代烷基和烷氧基的NFAs。AA-2的單向不對稱產(chǎn)生了明顯的局部偶極矩，而AA-1的雙向不對稱則減輕了偶極矩的變化。盡管對單分子特性的影響較小，但局部偶極矩對薄膜狀態(tài)下的端基堆積模式有顯著影響。這反過來又提高了相對介電常數(shù)，延長了激子壽命，并減少了子帶隙缺陷態(tài)。因此，基于PBDB-TF:AA-2的OSCs實現(xiàn)了0.830的優(yōu)秀FF和18.3%的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)，其中三元器件的PCE高達19.3%。這項工作強調(diào)了偶極矩調(diào)制在材料設(shè)計中的潛力，以獲得高性能OSCs的理想FF值。