cellules solaires polymères (des HSP) en tant que nouvelle technologie d'énergie propre, en raison de sa translucidité, l'avantage de la flexibilité, etc. préparée dans une grande surface, ont récemment reçu une attention considérable ces dernières années, de type n semi-conducteur organique (N- OSs seulement.) en tant que récepteurs non-fullerène (NF) obtenu dans l'essor PSCs haute performance, car en comparaison avec un dérivé de fullerène classique, un semi-conducteur organique ayant de larges sources précurseurs de type n, le coût de production est faible, l'absorption et niveau réglable, la perte d'énergie, les avantages de stabilité de l'apparence. a ce jour, seule jonction NF- PSC rendements de conversion d'énergie (PCE) a atteint 11 à 13% lorsque le polymère est mélangé avec un large intervalle de bande, le IT - 4F montrent yl PSCs jusqu'à 13,1% du PCE depuis le polymère ainsi identifié le donneur et le récepteur de n-OS joue un rôle essentiel dans l'obtention de PSC efficaces, de sorte qu'une large gamme de variations synthétiques (tels que des atomes substitués. les modifications de chaîne latérale, et introduits dans le cycle condensé aromatique) à utiliser pour optimiser leurs polymères de performance. dans lequel les atomes, en particulier des atomes de fluor (F) substitué par un atome d'hydrogène attiré beaucoup d'attention, et a été dans la conception molécule Large gamme d'applications
'Introduction aux réalisations'
Récemment, l'équipe Professeur Zhangmao Jie de l'Université de Suzhou (Auteur correspondant) NanoEnergy a publié un document intitulé: « Le chlore substitué 2D- polymère conjugué pour le polymère de haute performance des cellules solaires avec 13 l'efficacité de 1% par le traitement du toluène » Les chercheurs ont conçu et synthétisé. un nouveau type de deux dimensions D- un polymère conjugué PM7, le benzène contenant du thiophène et du chlorure de thiophène dithiophène (BDT- 2Cl) à l'unité et benzodithiophene - 4-dione 8- unités accepteurs par rapport au témoin non chloré à substitution polymère PBDB- T, PM7 a un niveau de HOMO inférieur, coefficient d'absorption élevée, une cristallinité élevée et une forte mobilité de support. en outre, comme PM7 donneur, IT- 4F est un dispositif photovoltaïque lorsque halogène non-récepteur solvant tel que le toluène en tant que solvant, pour obtenir une haute tension en circuit ouvert à 0. 88V, la densité de courant de court-circuit 20. 9mA · cm- 2 en même temps, le facteur de remplissage (FF ) de 71,1%, afin d'obtenir le rendement de conversion d'énergie (PCE) 13 à 1% alors que dans les mêmes conditions, PBDB- T :. système PSC IT- 4F à faible teneur en COV des conditions a montré que 0. 67V 5,8% de PCE faibles 13,1% de PCE sont jusqu'à présent rapportés comme des solvants non halogènes préparés pour le photovoltaïque. Un de l'efficacité de conversion d'énergie la plus élevée de l'appareil. Ces résultats indiquent que le matériau chloro-substitué est un simple photovoltaïque polymère et des stratégies efficaces pour concevoir conjugué à haute performance.
'Lecture du tutoriel'
Figure 1. Diagramme synthétique
(a) la voie de synthèse PM7;
(b) Les distributions d'électrons HOMO et LUMO et les niveaux d'énergie calculés à partir de B3LYP / 6-31G * (d, p) DFT;
c) Spectres d'absorption des monomères dans une solution de toluène 1 x 10-5 M;
Figure 2. Structure du niveau d'énergie moléculaire
(a) Structure moléculaire
(b) Spectres d'absorption des donneurs de polymères et des récepteurs non-fullerènes IT-4F;
(c) Diagrammes de niveau d'énergie moléculaire des donneurs de polymères et des récepteurs non-fullerènes IT-4F;
Figure 3. Test de performance photovoltaïque
(a) courbe J-V à une source de lumière 5G (100 mWcm-2);
(b) PM7: courbes EQE des PSC préparés par mélange IT-4F;
(c) PM7: graphique de tendance de la relation entre l'épaisseur des couches actives de PSC préparés par IT-4F et PCE;
(d) JphvsVeff;
(e) PM7: Variation de Voc avec l'intensité lumineuse dans les PSC préparés par mélange IT-4F;
(f) PM7: Changements de l'intensité lumineuse de Jph dans les PSC préparés par mélange IT-4F;
Figure 4. Caractérisation GIWAXS bidimensionnelle
(a) profil GWIax bidimensionnel du polymère pur et des membranes de mélange apparentées et des coupes correspondantes (b) IP et (c) OOP;
(d) Distribution par diffusion RSoXS de la membrane de mélange.
'Résumé'
Les chercheurs ont conçu et synthétisé le polymère PM7 à partir d'une nouvelle unité donneuse de BDT-2Cl contenant du chlore et l'ont utilisé comme donneur de cellules solaires organiques non fullerènes, avec un squelette moléculaire traditionnel contenant du chlore. Contrairement aux polymères chlorés des substituants, le PM7 est chloré sur la chaîne latérale conjuguée au polymère, ce qui aide à réduire l'effet d'encombrement stérique des atomes de Cl sur le squelette du polymère. Le niveau de HOMO, le coefficient d'absorption plus élevé, la cristallinité plus élevée et la plus grande mobilité des porteurs.En outre, le dispositif photovoltaïque à base de toluène PM7: IT-4F comme solvant a été obtenu avec un Voc de 0. 88V, Jsc est 20. Dans le cas de 9 mA / cm 2 et FF de 71,1%, le PCE atteignait 13,1%, tandis que le PSC basé sur PBDB-T: IT-4F n'obtenait que 5,3% du PCE, 13,1%. Le PCE est l'une des valeurs les plus élevées des dispositifs photovoltaïques à solvant non halogène rapportés jusqu'à présent.Les résultats montrent que le chlore est une stratégie simple, peu coûteuse et efficace pour la conception de matériaux photovoltaïques polymères de haute performance.
