Tipo de conjugado de polímero p- optoelectrónicos por el donante y una capa de derivado de fulereno fullerenos o mezclado receptor activo tipo n- semiconductor orgánico interpuesta entre el electrodo conductor transparente y un electrodo de metal compuesto de, tener una solución de procesamiento, y unos dispositivos ligeros y flexibles translúcidos y otras ventajas se pueden preparar, en los últimos años convertido en un campo de investigación caliente de la energía mundial. aplicaciones comerciales dispositivo optoelectrónico necesitan para lograr una alta eficiencia, alta estabilidad y bajo costo depende principalmente en el desarrollo de materiales fotovoltaicos.
Desde 1995 Alan J. Heeger y presentar el concepto de heterounión de volumen, Polymer materiales y dispositivos fotovoltaicos solares para obtener un desarrollo sostenible. En las primeras etapas del estudio, la baja eficiencia del dispositivo, el foco principal de la investigación es mejorar fulereno derivado de polímero aceptor eficiencia material fotovoltaico a través del diseño y la síntesis de un sistema de banda estrecha, un amplio absorción y que tiene un nivel HOMO inferior del material fotovoltaico donante, y un nivel de energía LUMO más alto del dispositivo para aumentar la corriente de cortocircuito voltaje de circuito abierto y la eficiencia de conversión de energía. en los últimos años, con el hueco de banda estrecha de la no-fullereno n- tipo de materiales aceptores de semiconductores orgánicos, y un polímero absorbente fotovoltaica brecha de banda ancha complementaria de la misma al desarrollo del cuerpo de material fotovoltaico, una célula solar de polímero mejorar la eficiencia de conversión de energía para laboratorio eficiente área pequeña rápido, reciente del dispositivo ha superado 12 a 13 por ciento, a ser barreras prácticas para el desarrollo. por lo tanto, la mejora de la estabilidad y la reducción de los costes se ha convertido en una realización práctica de las células solares de polímeros la clave. Sin embargo, los actuales materiales fotovoltaicos de alta eficiencia se ha informado de estructura compleja sobre todo, la síntesis es difícil, muy difícil de satisfacer las necesidades de las aplicaciones comerciales. bajo desarrollo material fotovoltaico rentable será un gran desafío células solares de polímeros para aplicaciones comerciales.
Con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y la Academia China de Ciencias sobre el proyecto, la Academia China de Ciencias, la Academia China de Ciencias Instituto de Química, Laboratorio de Orgánica Instituto Sólidos investigador investigadores Lee Wing-colmillo del Grupo de Investigación recientemente diseñado y sintetizado de polímero a un material eficiente y de bajo costo PTQ10 (estructura molecular muestra en la Figura a). PTQ10 DA es un copolímero de una estructura simple en la que un anillo de tiofeno como una unidad, quinoxalina como unidad de aceptor. cadenas laterales alcoxi introducidos en la quinolina, quinoxalina polimerización con el fin de mejorar y mejorar la solubilidad del material que absorbe luz, la introducción de un nivel HOMO-sustituido átomo de flúor bis del polímero con el fin de reducir y mejorar la movilidad agujero. la molécula puede ser una de dos etapas de síntesis del material de partida barato (Fig. c), mientras que el logro de casi el 90% rendimiento total, de modo que el coste del material se reduce considerablemente. es más importante, el uso de PTQ10 donante optoelectrónicos estructura relativamente simple la IDIC tipo n- semiconductor orgánico (panel a) es un receptor producido (ver estructura de dispositivo La eficiencia máxima de conversión de energía de la Fig. B) es del 12.70%, y la eficiencia del dispositivo de estructura inversa alcanza el 12.13% (la eficacia confirmada por el Instituto de Metrología de China es del 12%). , La capa activa tiene un espesor dentro de la de 100 nm a la gama de 300 nm de la eficiencia del dispositivo puede ser más de 10%, que es muy grande área del dispositivo preparado beneficioso en comparación con otros de alta eficiencia de corriente reportados en la literatura de polímero más del 10% de material fotovoltaico donante, PTQ10 tiene las excelentes ventajas de rendimiento y eficiencia, tanto en los pasos de síntesis.
Teniendo en cuenta el bajo costo, alta eficiencia, y no es sensible al grosor, etc., PTQ10 una gran promesa como un polímero a polímero de células solares de material aplicaciones comerciales de este trabajo en el 21 de febrero "Naturaleza - Comunicaciones" publicado (Nat Commun. 2018, 9, 743).
