提高非稠環(huán)電子受體太陽能電池效率的新方法

基于聚合物供體和稠環(huán)電子受體 (FREA) 的化合物的有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率 (PCE) 最近已超過 19%。相比之下，基于非稠環(huán)電子受體 (NFREA) 的有機(jī)太陽能電池(NFREA 是一種更便宜的化合物，其特征是非稠合(即單獨(dú)的)芳香環(huán))迄今為止的效率令人失望，約為 16%。

由于合成 NFREA 的成本遠(yuǎn)低于合成 FREA，因此基于這些材料開發(fā)更高效的太陽能電池可能具有重要意義。具體而言，它可以促進(jìn)有機(jī)太陽能電池的廣泛采用，從而可能有助于減少排放和緩解環(huán)境問題。

上海交通大學(xué)、青島大學(xué)和中國其他研究所的研究人員最近提出了一種基于 NFRAs 制造更高效有機(jī)太陽能電池的新方法。這種方法在《自然能源》雜志發(fā)表的一篇論文中概述，依賴于使用基于氯仿 (CF) 和鄰二甲苯 (OXY) 的溶劑，以及進(jìn)一步增強(qiáng) NFRAs 結(jié)晶的固態(tài)添加劑，從而使基于這些化合物的太陽能電池具有更高的 PCE。

“非稠環(huán)電子受體 (NFREA) 的合成成本可能低于稠環(huán)電子受體，”Rui Zeng、Ming Zhang 及其同事在論文中寫道。“然而，低主鏈平面性和大取代基的存在會對 NFREA 的結(jié)晶性產(chǎn)生不利影響，阻礙電荷傳輸和有機(jī)太陽能電池中雙連續(xù)形態(tài)的形成。我們表明，二元溶劑系統(tǒng)可以單獨(dú)控制供體聚合物(例如 D18)和 NFREA(例如 2BTh-2F-C2)的結(jié)晶和相分離。”

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