Оптико-р- типа сопряженного полимер донора и слой производного фуллерена фуллерено или смешивают активный рецептор н- типа органического полупроводник, расположенные между прозрачным проводящим электродом и металлическим электродом, состоящим из, имеющая систему обработки, а также гибкие и полупрозрачные устройства легкого веса и другие преимущества могут быть получены, в последние года стали горячей область исследований глобальной энергии. оптоэлектронных устройства коммерческих приложений требуются для достижения высокой эффективности, высокой стабильности и низкую стоимости Это в основном зависит от разработки фотогальванических материалов.
С 1995 года Аланом Дж Хигера и выдвинул концепцию объемного гетероперехода, полимерные солнечные фотоэлектрические материалы и устройство для получения устойчивого развития. На ранних стадиях исследования, низкая эффективность устройства, основное направление исследований является улучшение фуллерен производный полимер акцепторной эффективность фотоэлектрического материала посредством дизайна и синтеза системы узкополосной, широкого поглощения и имеющих более низкого уровень HOMO донора фотогальванического материала, а также более высокого уровня LUMO энергии устройства для увеличения тока короткого замыкания напряжения холостого хода и эффективность преобразования энергии. в последние года, с узкой запрещенной зоной не-фуллерена н- типа органического полупроводника акцепторных материалов, а также широкий ширина запрещенной зоны фотоэлектрического впитывающий полимер, комплементарные ей к развитию тела фотоэлектрического материала, полимер солнечного элемента повышение эффективности преобразования энергии для быстрой, эффективных лабораторной недавней небольшой площади устройства превысило 12 до 13 процентов, чтобы быть практическими барьеры на пути развития. Таким образом, улучшение стабильности и снижение затрат стала практической реализацией полимерных солнечных батарей Однако большинство представленных в настоящее время высокоэффективных фотогальванических материалов являются сложными по своей структуре и трудно синтезируются, поэтому их трудно удовлетворить требованиям коммерческих применений. Экономичные фотоэлектрические материалы станут огромной проблемой для коммерческих применений полимерных солнечных элементов.
При поддержке Национального фонда естественных наук Китая и Китайской академии наук исследователи из Китайской академии наук и Китайской академии наук Институт химической лаборатории Лаборатория ключевых лабораторий органического твердого тела Ли Йонг Фан недавно разработала и синтезировала недорогой и эффективный полимерный донорский материал PTQ10 (Молекулярная структура, показанная на фиг. А). PTQ10 представляет собой простую структуру сополимера DA, где тиофеновое кольцо в качестве донорной единицы, хиноксалина в качестве рецепторного блока в хиноксалиновой введенной алкоксильной боковой цепи, заключается в улучшении полимеризации Растворимость и усиление поглощения света, введение атомов двойного фтора для снижения уровня полимера HOMO и увеличения подвижности дырок молекулы может быть дешевым двухступенчатым синтезом сырья (рис. C) и достичь почти 90% Общий доход, значительно снижающий стоимость материала. Более того, использование PTQ10 в качестве донора, структура является относительно простым n-тиковым органическим полупроводником IDIC (рисунок a) представляет собой полимер, полученный полимерными солнечными элементами (см. Структуру устройства Максимальная эффективность преобразования энергии на рис. B) составляет 12,70%, а эффективность устройства обратной структуры достигает 12,13% (эффективность, подтвержденная Китайским институтом метрологии, составляет 12%). , Толщина активного слоя в диапазоне от 100 до 300 нм может превышать 10% эффективности устройства, что очень способствует крупномасштабному приготовлению устройства. По сравнению с другими высокоэффективными полимерными донорными фотогальваническими материалами, о которых сообщалось в литературе более 10% PTQ10 обладает выдающимися преимуществами как выхода, так и эффективности, как на этапах синтеза.
Учитывая преимущества низкой стоимости, высокой эффективности и нечувствительности к толщине, PTQ10 является многообещающим в качестве материала полимерного донора в коммерческих применениях полимерных солнечных элементов. Работа была опубликована в выпуске от 21 февраля Nat. Commun 2018, 9, 743).
