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有机界面材料分子设计策略:对阴离子的移动性对于光伏性能的影响

有机太阳能电池因其质量轻,低成本,可溶液加工等性质受到人们的广泛关注。近十年来,有机太阳能电池通过活性层材料的分子设计以及电池制备工艺的不断改进,其效率已经超过11%。除此之外,提高有机太阳能电池效率的另一个有效途径就是通过在电极和活性层之间插入界面层来实现效率的提升。尤其是阴极界面材料因其取代了活泼金属钙,也使得器件稳定性和效率得到大幅提高。因此,发展高效、稳定、普适的界面材料的分子设计策略成为人们研究的热点。

Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201504734


近期四川大学彭强课题组设计合成了一系列三苯胺为核心、含有不同极性吊坠官能团的芴为臂的星型有机小分子界面材料(TFN、TFS、TFBr和TFO)。(Polymer Solar Cells Exceeding 10% Efficiency Enabled via a Facile Star-Shaped Molecular Cathode Interlayer with Variable Counterions. Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm. 201504734)。首次详细研究了极性基团对阴离子的移动性对于聚合物太阳能电池阴极界面修饰性能的影响。该项研究表明,基于含有可移动的对阴离子的小分子阴极界面材料可以使PTB7-PC71BM器件效率获得大幅的提升,其中使用可移动的溴负离子的小分子界面材料(TFBr)的器件获得了最高的PCE, 达到10.1%。这个效率也是基于PTB7的单节聚合物太阳能电池高效率之一。该项工作通过紫外-可见光谱、循环伏安、紫外光电子能谱、电化学阻抗和光伏等多种表征探讨了小分子界面材料结构与相关性能的关系,为发展高性能的有机界面材料提供了一种简单有效的分子设计策略。


http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201504734/full


原文:Polymer Solar Cells Exceeding 10% Efficiency Enabled via a Facile Star-Shaped Molecular Cathode Interlayer with Variable Counterions

Adv. Funct. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adfm.201504734


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