众所周知,结构明确的半导体分子材料具有特殊的优势,例如单分散性和可重复性,而不是多分散聚合物,后者在一定程度上包含链长分布和缺陷。 随着时间的推移,单一材料有机太阳能电池(SMOSC)包含各种低聚 D-A 二分体和三分体,但目前效率仅为4.26%。埃尔朗根-纽伦堡大学Ning Li, Christoph J. Brabec和乌尔姆大学Peter Bäuerle等人合成了一种新型供体 - 受体二分体(dyad 二分体) ,其中共轭低聚噻吩供体通过柔性烷基酯接头共价连接到富勒烯 PC71BM,并在溶液处理的单材料有机太阳能电池 (SMOSC) 中用作光敏层。
本文要点:
1)研究人员实现了出色的光伏性能,参数包括 13.56mA cm-2的高短路电流密度 (JSC),从而在倒置架构电池中实现了 5.34% 的效率,是目前最高效率 . 此外,基于该二分体的SMOSC 显示出出色的稳定性,在模拟 AM 1.5G 照射下连续照明和运行750小时(一个月)后,仍能保持初始性能的 96%。这些结果将加强合理的分子设计,以进一步开发具有潜在工业应用的 SMOSC。
Aubele, A., He, Y., Kraus, T., Li, N., Mena-Osteritz, E., Weitz, P., Heumüller, T., Zhang, K., Brabec, C. J., Bäuerle, P., Molecular Oligothiophene–Fullerene Dyad Reaching Over 5% Efficiency in Single-Material Organic Solar Cells. Adv. Mater. 2021, 2103573.
https://doi.org/10.1002/adma.202103573