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國(guó)科大黃輝&張昕團(tuán)隊(duì)：調(diào)節(jié)二聚化電子受體的構(gòu)象實(shí)現(xiàn)高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池

閱讀：765 發(fā)布時(shí)間：2023/2/24

主要內(nèi)容

二聚化電子受體（DFREAs）由于其單體和聚合物受體的綜合優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注，包括良好的分子結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的重復(fù)性和穩(wěn)定的形態(tài)。然而，在二聚過程中額外引入的單鍵可能導(dǎo)致DFREAs的主鏈扭曲，不利于分子間堆積和電荷傳輸。

在這篇文章中，國(guó)科大黃輝&張昕團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了三種DFREAs，其中通過調(diào)節(jié)分子內(nèi)非共價(jià)相互作用（INIs）的強(qiáng)度來系統(tǒng)地調(diào)節(jié)DFREA構(gòu)象，以實(shí)現(xiàn)高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSCs）。

理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，S··F INIs的逐步引入可以不斷提高分子的平面性和剛性，從而降低重組能量，形成有序分子堆積模式以及增強(qiáng)DFREAs的結(jié)晶。得益于四倍S··F INIs的引入，基于DYF-TF的二聚化電子受體OSCs顯示出破紀(jì)錄的18.26%高效率，能量損失降低（0.493eV）。此外，基于DYF-TF的二元器件表現(xiàn)出良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，T80%的壽命為2681小時(shí)，DYF-TF三元器件的功率轉(zhuǎn)換效率進(jìn)一步提高到18.73%。這項(xiàng)工作表明了INIs策略在實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的DFREAs材料方面擁有的巨大潛力。

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