分會(huì)

第二十六分會(huì)：有機(jī)光伏材料與器件

摘要

有機(jī)太陽能電池是一種基于有機(jī)高分子/小分子材料作為光吸收活性層的新型太陽能電池。其材料結(jié)構(gòu)多樣性、可大面積低成本印刷制備柔性、半透明電池器件，受到了國內(nèi)外廣大科研工作者的關(guān)注。近兩年，本課題組報(bào)道了一種新的分子設(shè)計(jì)策略：將缺電子中心核引入非富勒烯受體稠環(huán)中，形成一種D A’D稠環(huán)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而合成了A-D A’D-A型高效有機(jī)小分子受體光伏材料（Y系列分子）。基于此，本文以優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)，降低合成成本為目的，設(shè)計(jì)合成了一種非對(duì)稱的“Y系列”非富勒烯受體（Y21）。區(qū)別于文獻(xiàn)所報(bào)道的七元稠環(huán)“Y系列”分子（C2對(duì)稱），Y21采用的“單噻吩取代”策略將并七稠環(huán)分子轉(zhuǎn)變成了并六稠環(huán)分子，這不僅降低了合成成本，還獲得一種非對(duì)稱的“Y系列”受體分子。通過考察所制備Y21分子的吸收光譜與電化學(xué)能級(jí)，本文選取了與其吸收互補(bǔ)能級(jí)匹配的聚合物給體材料（PM6）共混，制備了反向有機(jī)太陽能器件?；赑M6:Y21的光伏器件可實(shí)現(xiàn)15.4%的光電轉(zhuǎn)換效率，其中短路電流密度可高達(dá)24.9 mA cm-2。該研究表明，非對(duì)稱的“Y系列”分子結(jié)構(gòu)不僅不會(huì)降低光電轉(zhuǎn)換效率，還可為制備優(yōu)化非富勒烯受體提供設(shè)計(jì)思路。

關(guān)鍵詞

Y系列非富勒烯受體

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