喹喔啉基受体材料助力高效有机太阳能电池

时间: 2024-07-29
作者: 百灵威
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喹喔啉基受体材料助力高效有机太阳能电池-百灵威

随着受体-给体受体给体-受体(A-DA 'D -A)结构的新型小分子受体(SMA)的发展,有机太阳能电池(OSCs)的能量转换效率(PCE)已提高到19%以上。

基于喹喔啉(Qx)的SMA是受体材料研究的热点之一,其合成相对简单,且中心核具有额外官能化取代位点,便于进行修饰。卤素原子取代在Qx合成中十分常用,可通过调控SMA能级实现电荷快速生成。

2024年5月,香港科技大学颜河、于涵课题组首次报道了一种新的Qx氰基化策略,以苯并-喹喔啉作为中心核设计并合成了两种氰化Qx -SMA,两种受体分子分别进行了中心核的氰基单取代与双取代。其中单取代Qx表现出优化的能级,更好的电荷传输以及与聚合物给体PM6更好的混溶性。基于此物质的二元OSC实现了18.8%的PCE。[1]

2024年6月,中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义研究员带领的有机光电材料与器件团队成功设计并合成了高度有序的喹喔啉基小分子受体SMA,并将SMA引入到PM6:BTP-eC9体系中,选用自组装单分子层2PACZ作为空穴传输层,获得了刚性20.22%和柔性18.42%的光电转换效率,这是目前国际上公开报道的刚性和柔性有机太阳能电池的最高效率。[2]

百灵威稳定供应喹喔啉衍生物受体材料AQx-3,该受体材料可通过醌式共振效应有效地降低重组能,实现更低能量损失。在薄膜中表现出低光学带隙(1.35eV)。且可溶于多种有机溶剂中,易于制备各种有机光伏材料。

使用大带隙聚合物供体PM6和包含两个非富勒烯受体(Y6和AQx)的小带隙合金受体的三元太阳能电池,PCE超过18%;且通过改变两个受体的比率,可以实现对合金接受体能级的精细调节,从而影响器件中的电荷动力学。[3]

品名 CAS 货号
AQx-3, 99%
AQx-3
2409490-42-0 9254215
参考文献
  1. Li Chen, Chaoyue Zhao, Han Yu Aleksandr Sergeev, Liang Zhu, Kan Ding, Yuang Fu, Ho Ming Ng, Chung Hang Kwok, Xinhui Jicheng Yi, Xinhui Lu, Kam Sing Wong, Harald Ade, Guangye Zhang, He Yan, Adv. Mater., 2024.
  2. Zhenyu Chen, jinfeng Ge Wei Song× Xinyu Tong, Hui Liu, Xueliang Yu, jing LShi, Lin Xie, Chengcheng Han, Quan Liu, Ziyi Gex, Adv. Mater., 2024.
  3. Feng Liu, Liang Zhou, Wenrui Liu, Zichun Zhou, Qihui Yue, Wenyu Zheng, Ri Sun, Wuyue Liu, Shengjie Xu, Haijun Fan, Liheng Feng, Yuanping Yi, Wenkai Zhang, Xiaozhang Zhu, Adv. Mater., 2021, 33, 2100830.
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