基于噻吩

作者:locoy | 日期:2019-03-06

  基于本体异质结(BHJ)构造的凑合物太阳能电池(PSCs)却终止溶液加以工,具拥有善制备、低本钱等潜在优势,故此招伸了科研工干者的普遍关怀。短路电流动稠密度(Jsc)、堵空因儿子(FF)和开路电压(Voc)是决议太阳能电池能量替换效力(PCE)的关键参数。故此,提高以上叁个参数对提高PSCs器件的PCE均拥有推向干用。壹直以后到,科研工干者们竭力于切磋影响 Voc的要斋。关于凑合物:富勒烯衍生物共混层到来说,却以经度过运用适当的界面材料或运用叠层器件构造等优募化顺手眼到来提高PSCs的Voc。天然,凑合物给体材料的靠边分儿子设计亦拥有效地提高Voc,进而提高凑合物的光俯伏干用的拥有效顺手眼。

  1、苯并[1,2-b;4,5-b′]二噻吩(BDT)是日用的给体构造单元,但其凑合物的最高成键轨道能级(HOMO)日日较高,此雕刻招致其 PSCs的开路电压(Voc)普畅通较低。为了得到HOMO能级较低,光俯伏干用较好的凑合物光俯伏材料,我们以1,4?二(2?噻吩基)?2,5?副烷氧基苯(TBT)干为给体构造单元,异靛(ID)干为受体构造单元,设计并分松了叁种D-A型凑合物PTBTEH?IDHD、PTBTHD?IDEH和PTBTEH?HTID。凑合物PTBTEH?IDHD和PTBTHD?IDEH的HOMO能级低到?5.47 eV,基于此雕刻两种凑合物/[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PC61BM)的PSCs器件的威廉希尔区别为0.80 V、0.88 V,此雕刻清楚高于文件报道的具拥有相像构造的BDT基凑合物PBDT?ID的Voc(0.71 V)。切磋结实标注皓,长顶链烷基在D单元上的PTBTHD?IDEH比长顶链烷基在A单元上的PTBTHD?IDEH具拥有更好的光俯伏干用,基于PTBTHD?IDEH的PSC具拥有较高的短路电流动稠密度(Jsc)6.21 mA cm–2和Voc(0.88 V),而基于PTBTHD?IDEH的PSC却条体即兴出产较低的Jsc(2.39 mAcm–2)和Voc(0.8 V)。为了进壹步提高凑合物的溶松性,我们在ID单元的两边各添加以壹个己己基噻吩从而得到二己己基噻吩异靛(HTID)受体构造单元,相应凑合物PTBTEH?HTID的PSC的Jsc提高到8.87 mA cm–2,而Voc稍拥有投降低。叁种凑合物的光电替换效力(PCEmax)区别为:PTBTEH?IDHD:1.05%,PTBTHD?IDEH:3.02%,PTBTEH?HTID:3.71%。

  2、为了拓广大为怀凑合物吸光范畴,增强大凑合物的吸取才干,从而提高 PSCs的 Jsc,我们在凑合物中伸入了佩的壹种强大缺电儿子单元吡咯并吡咯二酮二酮(DPP),分松了HTID:DPP的比例区别为1:1、3:1和1:3的叁元凑合物:PHTID1?DPP1、PHTID3?DPP1和PHTID1?DPP3,经度过调理异靛和DPP比例,调控凑合物的光俯伏干用。切磋结实标注皓,分松的叁元凑合物比二元共轭凑合物PTBTEH-HTID体即兴出产更小的层间距及π?π堆距退。同时,PHTID1?DPP1:PC61BM的光敏层的空穴迁移徙比值清楚高于佩的两种叁元凑合物光敏层的空穴迁移徙比值,其本体异质结太阳能电池体即兴出产最高的 Jsc(11.13 mA cm–2)和 PCE(4.20%)。


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