華南師范大學(xué)劉升建 AM：19.4%！聚合物給體共軛單元設(shè)計改善電荷管理實(shí)現(xiàn)有機(jī)光伏19.1%認(rèn)證效率！2025-06-10 16:11來源：gessey瀏覽數(shù):253次
基于此，華南師范大學(xué)劉生建等人通過分別調(diào)節(jié)苯并雙噁唑(BBO)的共軛路徑(4,8-和2,6-連接方式)，設(shè)計了兩種高效的聚合物給體P[4,8]BBO和P[2,6]BBO。與P[2,6]BBO相比，共軛路徑的異構(gòu)化已被證明使P[4,8]BBO具有更淺的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)能級(-5.20 eV)，顯著增強(qiáng)的發(fā)光效率以及降低的聚集傾向。這些改進(jìn)使得器件效率從P[2,6]BBO:eC9-2Cl的2.6%顯著提升至P[4,8]BBO:eC9-2Cl的19.0%。綜合表征表明，在基于P[4,8]BBO:eC9-2Cl的OSC中可以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的綜合電荷管理，與基于P[2,6]BBO:eC9-2Cl的器件相比，其短路電流密度(JSC)和填充因子(FF)參數(shù)顯著更高。此外，P[4,8]BBO表現(xiàn)出良好的適用性，在全聚合物太陽能電池中實(shí)現(xiàn)了19.4%的令人印象深刻的效率，并獲得了第三方認(rèn)證的19.1%的效率。這項(xiàng)工作突出了共軛路徑異構(gòu)化在調(diào)節(jié)聚合物性能以及推動高性能多功能光伏材料發(fā)展中的關(guān)鍵作用。該論文近期以“Conjugation Pathway of Benzobisoxazoles in Polymer Donors Mediates the Charge Management and Enables Organic Solar Cells with Record Certified Efficiency”為題發(fā)表在頂級期刊Advanced Materials上。
圖1. 苯并雙噁唑(BBO)的兩種共軛路徑以及eC9-2Cl和聚合物異構(gòu)體P[2,6]BBO與P[4,8]BBO的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
圖2. a) 最優(yōu)幾何構(gòu)象及預(yù)測的偶極矩(μ)，b) 扭轉(zhuǎn)二面角
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