光电材料领域科研成果——新型非富勒烯受体

有机太阳能电池具有质轻、性柔、可溶液加工等优点,是当前太阳能电池技术的热点研究方向。由于大多有机光伏材料存在着结构复杂、合成步骤繁多、产率低、提纯成本高等局限性,人们开始了对非富勒烯受体材料(Nonfullerene acceptor, NFA)的研究。此类材料合成相对简单、易于纯化,且能够克服富勒烯受体吸收性能有限、分子能级不可调节和易在活性层中聚集等缺点[1]。随着材料结构和器件工艺的不断优化与完善,新型非富勒烯受体材料在太阳能电池领域发展迅速。

非富勒烯受体材料的太阳能电池的光电转换效率(PCE)相对较低,目前效率较高的NFA通常采用受体-给体-受体(acceptor-dornor-acceptor, A-D-A)型的分子结构[2,3],调节其结构和能级能有效提升PCE。为优化A-D-A型共轭小分子的结构以构建高性能NFA,一般可采用调整稠环给电子核、连接各种侧链、插入π桥、引入给电子端基等方法[4]。例如,有研究表明,经过烷氧基苯基侧链修饰的ITIC类稠环受体分子(图1) mO-ITIC和pO-ITIC的PCE分别为9.28%和9.03%,相对于ITIC的PCE(8.05%),分别增加了15.3%和12.2%[5]

图1 侧链修饰的ITIC类稠环受体分子PCE对比

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  • 纯度高,形貌稳定;
  • 结构易于修饰;
  • 光谱和能级易于调控;
  • 可见光区域吸收强。
产品列表
品名:
IT-4F, 3,9-Bis(2-methylene-((3-(1,1-dicyanomethylene)-6,7-difluoro)-indanone))-5,5,11,11-tetrakis(4-hexylphenyl)-dithieno[2,3-d:2',3'-d']-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene, 98%
3,9-二(2-亚甲基-((3-(1,1-二氰甲烯基)-6,7-二氟)-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-D:2,3-D]-S-引达省[1,2-B:5,6-B]二噻吩
CAS:2097998-59-7
货号:2573655
品名:
ITIC, 99%
CAS:1664293-06-4
货号:2081577
品名:
IDIC, 2,2'-((2Z,2'Z)-((4,4,9,9-Tetrahexyl-4,9-dihydro-s-indaceno[1,2-b:5,6-b']dithiophene-2,7-diyl)bis(methanylylidene))bis(3-oxo-2,3-dihydro-1H-indene-2,1-diylidene))dimalononitrile, 98%
2,2'–((2Z,2'Z)-((4,4,9,9-四己-4,9-二氢-s-苯并二茚并[1,2-b:5,6-b']二(亚甲基亚基))二(3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))二丙二腈
CAS:1883441-92-6
货号:2577514
参考文献
  1. Zhao, B., Wu, H., Wang, W., Liu, H., Liu, J., Cong, Z., et al. (2019). Efficient non-fullerene polymer solar cells enabled by side-chain conjugated thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione-based polymer and small molecular acceptors. Reactive & Functional Polymers, 145(Dec.), 104378.1-104378.7.
  2. Wang W, Zhao B, Cong Z, Xie Y, Wu H, Liang Q, Liu S, Liu F, Gao C, Wu H, Cao Y. Nonfullerene polymer solar cells based on a main-chain twisted low-bandgap acceptor with power conversion efficiency of 13.2%. ACS Energy Lett 2018;3: 1499–507.
  3. Lw, A., Qcb, C., Pl, A., Ww, C., Jl, C., & Bz, C., et al. A wide-bandgap nonplanar small molecule acceptor having indenofluorene core for non-fullerene polymer solar cells. Dyes and Pigments, 180.
  4. Wu, H., Bian, Q., Zhao, B., Zhao, H., Wang, L., Wang, W., et al. (2020). Effects of the isomerized thiophene-fused ending groups on the performances of twisted non-fullerene acceptor-based polymer solar cells.
  5. Zhao, B., Wang, W., Xin, J., Wu, H., Liu, H., Guo, Z., et al. (2017). Absorptive behaviors and photovoltaic performance enhancements of alkoxy-phenyl modified indacenodithieno[3,2-b]thiophene-based nonfullerene acceptors. Acs Sustainable Chemistry & Engineering, acssuschemeng.
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