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基于喹喔啉的D-A共聚物给体实现有机太阳能电池17.62%效率
Zhu, C., Meng, L., Zhang, J., Qin, S., Lai, W., Qiu, B., Yuan, J., Wan, Y., Huang, W., Li, Y.,
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
Abstract
侧链工程一直是调控有机光伏材料电子能级、分子间相互作用和聚集形态的有效策略，这对提升有机太阳能电池（OSCs）的能量转换效率（PCE）至关重要。本研究基于双噻吩基苯并二噻吩（BDTT）作为给体（D）单元、带有不同侧链的二氟喹喔啉（DFQ）作为受体（A）单元以及噻吩作为π桥，设计并合成了两种D-A共聚物PBQ5和PBQ6。在DFQ单元上带有两个烷基取代氟噻吩侧链的PBQ6，与在DFQ单元上带有两个烷基侧链的PBQ5相比，具有红移吸收、更强的分子间相互作用和更高的空穴迁移率。PBQ6给体与Y6受体共混薄膜表现出更高且平衡的空穴/电子迁移率、更少的载流子复合以及更优化的聚集形态。因此，基于PBQ6:Y6的OSC实现了高达17.62%的PCE和77.91%的高填充因子，显著高于基于PBQ5:Y6的OSC的PCE（15.55%）。17.62%的效率是目前聚合物给体与Y6受体二元OSC的最高效率之一。