非富勒烯小分子受体的官能团取代效应

为进一步促进有机太阳能电池的发展,以最近合成的A-D-A′-D-A型非富勒烯小分子受体IDTP-4F(IDTP-R)为参考分子,通过用-CN/-COOCH_(3)官能团取代其末端受体单元中的氟原子设计了IDTP-R1~IDTP-R3三种受体。利用密度泛函理论和含时密度泛函理论对这些分子的基态和激发态进行了理论模拟,研究结果表明,设计分子具有比IDTP-R更窄的能隙、更高的电子亲和势、更低的化学硬度、更强的电子接受能力、显著红移的吸收光谱、更小的激发能和结合能,尤其是IDTP-R2,其在大多关键参数方面都优于其他设计分子,将表现出更好的光伏性能。

基于非富勒烯小分子受体Y6的有机太阳能电池

随着给/受体材料的不断发展,有机太阳能电池的器件效率不断取得进展。特别是非富勒受体分子Y6的出现,使单结有机太阳能电池的效率突破了15%。Y6已经应用到了有机太阳能电池各个方面并且极大提升了其性能。本综述主要总结了Y6在二元、三元和四元、逐层印刷、柔性、叠层和半透明等有机太阳能电池方面的研究情况,以及基于Y6三线态的有机太阳能电池的进展,最后对Y6的结构优化及在器件领域中的应用进行了展望。

喷涂法制备高效率三元体系聚合物太阳能电池

本文将非富勒烯小分子受体材料(ITIC)引入二元聚合物太阳能电池(PBTIBDTT∶PCBM[70])中构建三元体系聚合物太阳能电池,在大于200 nm的光敏层膜厚下获得10.95%的能量转化效率(PCE),并将其用于喷涂工艺中,实现了能量转化效率为9.06%的三元体系聚合物太阳能电池器件。基于喷涂法制备的高效率三元体系聚合物太阳能电池适用于卷对卷印刷生产,展现出极大的应用前景。

两种不同封端联芴烯衍生物的光伏性能研究

通过Suzuki-Miyaura偶联反应合成以9,9′-联芴烯为核心单元的中间体BFTT-CHO,再分别与封端基团丙二腈和1,3-茚满二酮进行Knoevenagel缩合反应,合成两种新型非富勒烯小分子受体材料BFTC(丙二腈封端)和BFTI(1,3-茚满二酮封端).通过测试热稳定性、紫外吸收光谱、电化学性质,研究了BFTC和BFTI的光电特性.研究发现,封端基团种类影响材料吸收光谱、分子能级和分子堆积形态,进而改变材料的光电转换效率.BFTC和BFTI的薄膜吸收光谱范围均处于350~550nm之间;光学带隙分别为2.22eV和2.28eV;HOMO/LUMO能级分别为-5.90/-3.68eV和-5.95/3.66eV,属于典型的宽带隙受体材料.分别以BFTC和BFTI为受体、聚合物P3HT为给体、MoO3为缓冲层、Ag为阳极,采用倒置器件结构制备光伏器件.测试表明,在给受体质量比1∶1,溶剂退火时间10s的相同条件下,用BFTI作为受体材料制备的光伏器件光电转换效率可达0.93%,高于受体材料为BFTC的光伏器件.