针对稠环电子受体的小分子给体材料的设计

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以有机小分子为给体材料、稠环电子受体为受体材料的全小分子有机太阳能电池可以充分结合小分子给体和稠环电子受体各自的优势,具有很大的研究价值和应用潜能。然而,此类电池目前的研究较少,能量转换效率总体偏低。在高效的稠环电子受体材料层出不穷的情况下,发展能与之匹配的小分子给体材料就显得尤为迫切与重要。我们首次提出双吸电子基团的小分子给体材料设计策略,设计合成了一个新型的A1-A2-D-A2-A1型小分子给体材料SBDT-BDD,将其应用于全小分子有机太阳能电池。基于SBDT-BDD:IDIC的二元器件,获得了9.2%的能量转换效率;基于SBDT-BDD:IDIC:PC71BM的三元器件,获得了10.9%的能量转换效率。发展了精准调控全小分子有机太阳能电池活性层的有效方法,通过加入第三组分PC71BM来提供互补的光学吸收,优化垂直相分离,从而协同提升器件的短路电流与填充因子。
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