南方科技大学郭旭岗&刘彬团队最新AFM:利用3D全局芳香碳硼烷基固体添加剂实现高性能有机太阳电池

文摘   2024-11-19 19:01   瑞士  
优化有机太阳能电池 (OSC) 的一个关键因素是精确控制混合膜的形貌以增强激子解离和电荷传输。固体添加剂在此过程中起着至关重要的作用,3D 多面体或球形分子由于其非局域 π 轨道和全向电荷传输而成为理想的候选者。然而,经典富勒烯衍生物作为球形添加剂的应用受到其合成复杂性和溶解性差的限制。基于此,南方科技大学郭旭岗&刘彬团队探索了 3D 全局芳香碳硼烷基笼作为固体添加剂的潜力,特别是 1-氨基-o-碳硼烷 (CB-NH2) 和 1-羧基-o-碳硼烷 (CB-COOH),以微调薄膜形貌并提高 OSC 的性能,相关成果于2024年11月18日发表于Advanced Functional Materials期刊。这些球形分子为氢键相互作用提供了广泛的表面,这是操纵垂直相分离和活性层结晶度的驱动力。值得注意的是,经过精心调整的形态的 CB-NH2 处理的设备可实现 19.48% 的惊人能量转换效率,凸显了 3D 碳硼烷基添加剂对改善 OSC 性能的有效性。这项工作挑战了对富勒烯衍生物作为球形添加剂的依赖,并为 3D 全局芳香添加剂在 OSC 中实现高性能的机制提供了新的见解,强调了分子工程在下一代太阳能电池技术开发中的重要性。
论文信息:H. Wang, Z. Zhong, S. Gámez-Valenzuela, J.-W. Lee, B. Li, C. Xu, J. Yang, H. Sun, B. J. Kim, B. Liu, X. Guo, High-Performance Organic Solar Cells Enabled by 3D Globally Aromatic Carboranyl Solid Additive. Adv. Funct. Mater. 2024, 2418805. https://doi.org/10.1002/adfm.202418805
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