北京化工大学Angew:具有高介电常数和各向同性电荷传输的富勒烯杂化熔融环电子受体用于有机太阳能电池

文摘   2024-11-16 07:57   福建  

北京工业大学Weiwei Li等人将一种新型各向同性富勒烯杂化的融合环电子受体,命名为C60-Y,通过温和的[4+2] Diels-Alder环加成反应与富勒烯C60合成,以提高有机太阳能电池(OSCs)的性能。对比分析表明,C60-Y明显优于对照受体Me-Y,其相对介电常数从2.79显著提高至3.95。
这一改善促进了激子解离并减少了非辐射能量损失。此外,C60-Y的各向同性分子堆积结构与富勒烯相似,有助于与供体聚合物形成高效界面并提高电荷迁移率。因此,将C60-Y作为电子受体掺入二元有机太阳能电池中,功率转换效率(PCE)提高至15.02%,超过了Me-Y的13.31%。此外,当C60-Y集成到三元混合体系中时,达到了令人印象深刻的19.22%的PCE,这是利用富勒烯衍生物作为第三组分的已报道三元OSCs中最高的效率。
这些结果表明,像C60-Y这样的富勒烯杂化受体在提高激子解离、减少能量损失和改善电荷迁移率方面具有巨大的潜力,对于推动高效有机太阳能电池的发展具有重要意义。

Haisheng Fang, Fullerene-hybridized Fused-ring Electron Acceptor with High Dielectric Constant and Isotropic Charge Transport for Organic Solar Cells

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202417951






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