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EES:卤素取代吩嗪核可降低能量损失并优化聚合物太阳能电池受体中的载流子动力学

NavyLIu
2025-05-24


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小分子受体(SMA)的特征是多个SMA亚基通过柔性链连接到芳香核心,有效抑制热力学弛豫并增强聚合物太阳能电池(PSC)的可拉伸性。然而,这些器件的功率转换效率(PCE)通常低于19%,由于显著的能量损失(~0.6eV)和次优的电荷传输,落后于SMA器件。为了解决这一问题,北京化工大学张志国、平顶山学院米立伟将吩嗪部分掺入SMA亚基中,并采用卤化策略来调节聚集行为和与聚合物供体的相容性。

本文要点:

1) 吩嗪修饰的受体通过抑制非辐射复合将能量损失降低到0.525eV。具体而言,氟改性受体(DPz-F)表现出均匀的纤维形态和最佳的相分离,实现了19.80%PCE,以及82.42%的高填充因子。相比之下,DPz-ClDPz-Br共混物显示出更松散的聚集和更大的相分离,分别产生17.95%18.50%的中等PCE

2) 此外,基于DPz-F的器件表现出卓越的长期稳定性,T80寿命约为1000小时,优于基于BrCl的器件。该工作强调了减少能量损失和增强载体动力学在设计高性能受体中的重要意义。

参考文献:

Liang Zeng et.al Halogen-Substituted Phenazine Cores Reduce Energy Losses and Optimize Carrier Dynamics in Tethered Acceptors for 19.8% Efficient and Stable Polymer Solar Cells EES 2025

DOI: 10.1039/D5EE01686J

https://doi.org/10.1039/D5EE01686J




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