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基于聚合小分子受体的全聚合物太阳能电池通过分子设计调控共混膜形貌实现16.16%效率
Du, J., Hu, K., Zhang, J., Meng, L., Yue, J., Angunawela, I., Yan, H., Qin, S., Kong, X., Zhang, Z., Guan, B., Ade, H., Li, Y.,
Nature communications
Abstract
基于聚合小分子受体（PSMAs）的全聚合物太阳能电池（all-PSCs）近期取得显著进展。本研究合成两种A-DA'D-A型小分子受体基PSMAs：以苯并[c][1,2,5]噻二唑为A'-核的PS-Se和以苯并三唑为A'-核的PN-Se，用于探究分子结构对PSMAs光伏性能的影响。两种PSMAs均具有宽吸收特性，其中PN-Se比PS-Se展现更显著的红移吸收，且其电子能级适合作为聚合物受体与给体PBDB-T构建全聚合物电池。低温透射电子显微镜清晰展示了PBDB-T给体与PSMA在溶液中的聚集行为。此外，通过光诱导力显微镜观察到PBDB-T:PN-Se共混膜中形成10~20 nm尺寸的双连续互穿网络结构。这种理想的活性层形貌使基于PBDB-T:PN-Se的全聚合物太阳能电池实现了16.16%的更高功率转换效率。