Nano Energy: 小分子的烷基侧链依赖性自组织及其在高性能有机和钙钛矿太阳能电池中的应用

liudi小狮子

2020-03-15

有机半导体的分子自组织主要由结构设计，薄膜加工和器件配置决定，是实现高性能有机光伏（OPV）和钙钛矿太阳能电池（PvSC）的关键因素之一。近日，韩国化学技术研究所（KRICT）Chang Eun Song和Sang Kyu Lee课题组，韩国光州科技学院（GIST）Eunji Lee课题组共同通过烷基侧链工程新合成并开发了强自组织的小分子。

本文要点：

1.    噻吩基上的“ H”取代为“ C₆H₁₃”，SM2显示出整齐的面朝上方向。

2.    由于良好的自组织导致有效的电荷载流子动力学，包括增强的电荷转移/传输和抑制的重组，与基于SM1的器件相比，基于SM2的OPV和PvSC的器件性能有所提高，而没有附加的己基侧链。

3.    最佳的基于富勒烯的OPV和平面PvSC，其中SM2作为小分子供体和空穴传输层（HTL），实现了前所未有的高效率，分别为9.38％和20.56％，而基于SM1的器件的效率更低，为8.70 ％和15.37％。

4.    与基于掺杂螺旋-OMeTAD的器件相比，基于非掺杂SM2 HTL的平面PvSC表现出可比的效率，但具有出色的热稳定性和湿度稳定性。

5.    研究结果表明，具有高度有序且良好的自组织性的SM2是用于高性能有机和无机-有机混合电子的未来应用的有前途的有机半导体。

参考文献：

Sora Oh et al. Alkyl Side-Chain Dependent Self-Organization of Small Molecule and its Application in High-Performance Organic and Perovskite Solar Cells. Nano Energy, 2020.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104708

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520302652