分會(huì)

第二十六分會(huì)：有機(jī)光伏材料與器件

摘要

非鹵化溶劑由于環(huán)境友好性，更適合聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)的大規(guī)模生產(chǎn)。然而，目前非鹵化溶劑制備的器件光伏性能普遍低于鹵化溶劑制備的器件。結(jié)構(gòu)微調(diào)可以有效地優(yōu)化有機(jī)光伏材料的能級(jí)、溶解度、載流子遷移率和形貌等性質(zhì)，對(duì)提高非鹵化溶劑加工的PCSs光伏性能具有重要意義。在此，我們基于苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)-噻吩[3,4-c]并吡咯-4,6(5H)-二酮(TPD)的給體聚合物，通過(guò)在BDT單元上引入不同的側(cè)鏈對(duì)材料性質(zhì)進(jìn)行微調(diào)以開(kāi)發(fā)高效的有機(jī)光伏材料，實(shí)現(xiàn)非鹵化溶劑加工的高性能PCSs。 （1）基于4-烷基-5-(2-乙基己基)噻吩側(cè)鏈修飾BDT，分別以甲基、乙基和正己基為4-烷基合成了聚合物PMT49、PET52和PHT53。與無(wú)4-烷基側(cè)鏈的聚合物PTh37相比，4-烷基的引入可以提高聚合物溶解度以及器件開(kāi)路電壓。而PMT49在共混膜中具有更高的電荷遷移率和更優(yōu)異的形貌。以ITIC為受體、甲苯為溶劑制備的PMT49器件效率為12.0%，優(yōu)于其他聚合物體系。進(jìn)一步合成了具有4-甲基-5-(2-乙基己基硫)噻吩側(cè)鏈的PMT50，與Y6(BO)以三甲苯為溶劑制備的器件效率達(dá)到15.1%[1]。 （2）基于4-硫甲醚-5-(2-乙基己基)噻吩(MTT)修飾BDT，合成聚合物給體PMTT56。其能級(jí)低于4-甲氧基噻吩修飾的聚合物PMOT39或無(wú)4-烷基的聚合物PEHTT。PMTT56具有更強(qiáng)的鏈間相互作用和更高的空穴遷移率，并且溶解度優(yōu)于PEHTT。以IT-2F為受體、甲苯為溶劑制備的PMTT56器件效率為12.6%，優(yōu)于其他聚合物體系[2]。最近，基于4-硫甲醚修飾的給體聚合物與Y6基受體結(jié)合，在非鹵化溶劑中實(shí)現(xiàn)了超過(guò)16.5%的效率。

關(guān)鍵詞

聚合物太陽(yáng)能電池;非鹵化溶劑;側(cè)鏈微調(diào);硫甲醚

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