A-D-A型小分子电子给体中的端基优化和高效率光伏器件

A-D-A Small Molecular Electron Donors with Optimized End Groups for Efficient Organic Solar Cells

相较于传统的无机太阳能电池,有机太阳能电池(OSCs)具备成本低、重量轻、可通过溶液加工方式制备柔性器件等诸多优点,已经成为具有重要应用前景的太阳能利用方式之一。自1995年俞刚等发明了具有本体异质结结构(BHJ)的OSC以来,采用共轭聚合物电子给体和小分子电子受体材料构建BHJ光伏活性层的电池能量转换效率(PCE)已经达到13%以上。相比于聚合物材料,有机小分子具备批次差别性较小的优点,针对小分子材料的分子结构设计受到广泛关注。目前,具有拉-推-拉(A-D-A)电子作用的共轭结构已被成功应用到高性能小分子给体与受体材料的分子设计中。根据其光电性能,A-D-A型给体和受体的组合在提供宽吸收光谱和适当的分子能级两方面具有优势,但是采用这种材料组合方式获得光伏效率仍然较低。因此,如何通过材料设计和器件优化提升此类电池的效率是一项具有意义的工作。