Type optoélectronique p- polymère conjugué par le donneur et une couche de dérivé de fullerène fullerènes ou mélangés récepteur actif de type n- semi-conducteur organique interposée entre l'électrode conductrice transparente et une électrode métallique composée, Au cours des dernières années, la recherche énergétique mondiale a mis l'accent sur les avantages importants de la processabilité, de la légèreté et de la possibilité de fabriquer des dispositifs flexibles et translucides Les applications commerciales des cellules solaires en polymère nécessitent un rendement élevé, une stabilité élevée et un faible coût Cela dépend principalement du développement des matériaux photovoltaïques.
Depuis 1995, Alan J. Heeger et de mettre en avant le concept de hétérojonction en vrac, matériaux solaires photovoltaïques polymères et dispositifs afin d'obtenir un développement durable. Dans les premiers stades de l'étude, la faible efficacité du dispositif, l'objectif principal de la recherche est d'améliorer dérivé efficacité de matériau photovoltaïque de polymère accepteur de fullerène grâce à la conception et la synthèse d'un système à bande étroite, une large absorption et ayant un niveau de HOMO inférieure du matériau photovoltaïque de donneur, et un niveau d'énergie de LUMO plus élevé de l'appareil pour augmenter le courant de court-circuit tension en circuit ouvert et le rendement de conversion d'énergie. Ces dernières années, avec la largeur de bande étroite de non-fullerène n- de type matériaux accepteurs de semi-conducteur organique, et un polymère absorbant photovoltaïque à large intervalle de bande qui lui est complémentaire au développement du corps de matériau photovoltaïque, d'une cellule solaire polymère L'efficacité de conversion d'énergie a été rapidement améliorée, l'efficacité des dispositifs de petite zone dans le laboratoire a dépassé 12 ~ 13% récemment, a atteint le seuil qui peut être développé à l'application pratique. Améliorer la stabilité et réduire le coût est devenu l'application pratique des cellules solaires de polymère Cependant, la plupart des matériaux photovoltaïques hautement efficaces actuellement décrits ont une structure complexe et sont difficiles à synthétiser, il est donc difficile de répondre aux besoins des applications commerciales. Les matériaux photovoltaïques rentables constitueront un énorme défi pour les applications commerciales des cellules solaires en polymère.
Avec le soutien de la Fondation nationale des sciences naturelles de la Chine et de l'Académie chinoise des sciences sur le projet, l'Académie chinoise des sciences, Académie chinoise des sciences Institut de chimie, Laboratoire de chercheurs de l'Institut des solides organiques chercheur Lee Wing-Fang Research Group a récemment conçu et polymère synthétisé à un matériau efficace à faible coût PTQ10 (structure moléculaire représentée sur la figure a). PTQ10 DA est un copolymère d'une structure simple dans laquelle un cycle thiophène en tant qu'unité, quinoxaline comme unité d'accepteur. chaînes latérales alcoxy introduites dans la quinoléine, la quinoxaline polymérisation afin d'améliorer et d'améliorer la solubilité du matériau absorbant la lumière, présentant un niveau de HOMO substitué à un atome de fluor bis du polymère afin de réduire et d'améliorer la mobilité des trous. la molécule peut être un matériau de départ de la synthèse en deux étapes peu coûteux (fig. c) tout en réalisant près de 90% rendement total, de sorte que le coût du matériau est fortement réduite. plus important, l'utilisation de PTQ10 donneur optoélectronique structure relativement simple du type n- IDIC semi-conducteur organique (panneau a) est un récepteur produit (voir la structure de l'appareil L'efficacité de conversion d'énergie maximale de la figure B) est de 12,70%, et l'efficacité du dispositif de structure inverse atteint 12,13% (l'efficacité confirmée par China Institute of Metrology est de 12%). , La couche active a une épaisseur dans la 100nm à la plage de 300 nm de l'efficacité du dispositif peut être plus de 10%, ce qui est très grande surface du dispositif préparé bénéfique par rapport à d'autres haut rendement de courant rapportées dans la littérature de polymère supérieure à 10% de matériau photovoltaïque donneur, PTQ10 a les avantages exceptionnels de rendement et d'efficacité, à la fois dans les étapes de synthèse.
Compte tenu du faible coût, rendement élevé, et n'est pas sensible à l'épaisseur, etc., PTQ10 très prometteur en tant que polymère à cellules solaires matière d'applications commerciales de ce travail dans le 21 Février « Nature - Communications » publié (Nat Commun. 2018, 9, 743).
