क्लोरीन दो-आयामी संयुग्मित बहुलक को प्रतिस्थापित करता है

एक नई स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकी के रूप में (PSCs का) पॉलिमर सौर कोशिकाओं, इसके पारदर्शता, लचीलेपन का लाभ, और इस तरह के एक बड़े क्षेत्र में तैयार की वजह से हाल ही में हाल के वर्षों में बड़े पैमाने पर ध्यान दिया है, n- प्रकार जैविक अर्धचालक (N- OS के केवल।) एक गैर फुलरीन (NF) रिसेप्टर्स, तेजी से बढ़ता उच्च प्रदर्शन PSCs में प्राप्त क्योंकि पारंपरिक फुलरीन व्युत्पन्न के साथ तुलना में, n- प्रकार विस्तृत अग्रदूत स्रोतों होने एक कार्बनिक अर्धचालक, उत्पादन लागत कम है के रूप में, अवशोषण जब बहुलक एक विस्तृत बैंड अंतराल, आईटी के साथ मिश्रित किया जाता है और समायोज्य स्तर, ऊर्जा की कमी, उपस्थिति स्थिरता फायदे। तारीख करने के लिए, एकल जंक्शन NF- PSCs बिजली रूपांतरण क्षमता (PCEs) 11-13% तक पहुँच गया है - 4F शो yl अप PCE की 13.1% बहुलक के बाद से PSCs अच्छी तरह मेल खाते दाता और n- ओएस रिसेप्टर ऐसे प्रतिस्थापित परमाणुओं के रूप में कुशल PSCs प्राप्त करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका है, तो सिंथेटिक रूपों की एक विस्तृत श्रृंखला (निभाता है। पक्ष श्रृंखला संशोधनों, और खुशबूदार गाढ़ा अंगूठी में पेश किया) उसके प्रदर्शन पॉलिमर अनुकूलन करने के लिए प्रयोग की जाने वाली। जिसमें परमाणुओं, विशेष रूप से फ्लोरीन (एफ) एक हाइड्रोजन परमाणु के साथ प्रतिस्थापित परमाणुओं अधिक ध्यान आकर्षित किया है, और अणु डिजाइन में किया गया है आवेदनों की विस्तृत श्रृंखला

'परिचय उपलब्धि'

'प्रतिस्थापित क्लोरीन 2D- टोल्यूनि प्रसंस्करण के माध्यम से 13. 1% दक्षता के साथ उच्च प्रदर्शन बहुलक सौर कोशिकाओं के लिए संयुग्मित बहुलक' शोधकर्ताओं बनाया गया है और संश्लेषित: हाल ही में, सूज़ौ विश्वविद्यालय (संगत लेखक) से प्रोफेसर Zhangmao जी टीम NanoEnergy एक दस्तावेज हकदार जारी किए हैं। दो आयामी डी एक संयुग्मित बहुलक PM7 के एक नए प्रकार, बेंजीन thiophene और इकाई और benzodithiophene को thiophene क्लोराइड dithiophene (BDT- 2Cl) युक्त - 4-डायोन 8- स्वीकर्ता इकाइयों नियंत्रण गैर क्लोरीन प्रतिस्थापित बहुलक PBDB- टी के साथ तुलना में, PM7, इसके अलावा में एक कम होमोसेक्सुअल स्तर, उच्च अवशोषण गुणांक, उच्च स्फटिकता और एक मजबूत वाहक गतिशीलता है। PM7 के रूप में दाता, आईटी 4F एक फोटोवोल्टिक डिवाइस (जब गैर रिसेप्टर हलोजन, जैसे विलायक टोल्यूनि के रूप में विलायक 0. 88V में एक उच्च खुले सर्किट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, शॉर्ट सर्किट वर्तमान घनत्व 20. 9mA · एक ही समय में cm- 2, कारक भरने है एफएफ ) 71.1% की, ऊर्जा रूपांतरण दक्षता (PCE) प्राप्त करने के लिए 13. 1%, जबकि एक ही परिस्थितियों में, PBDB- टी :. PSC आईटी 4F की स्थिति का कम VOC प्रणाली केवल 0. 67V से पता चला गैर हलोजन की तैयारी एक 5.8% कम PCE फोटोवोल्टिक विलायक। PCE की 13. 1% की तारीख की सूचना मिली थी डिवाइस के उच्चतम ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में से एक। इन परिणामों से संकेत मिलता है कि क्लोरीन एवजी सामग्री एक बहुलक फोटोवोल्टिक सरल और प्रभावी रणनीति उच्च प्रदर्शन संयुग्म डिजाइन करने के लिए है।

'ट्यूटोरियल रीडिंग'

चित्रा 1. सिंथेटिक आरेख

(ए) पीएम 7 सिंथेटिक मार्ग;

होमोसेक्सुअल और Lumo इलेक्ट्रॉन वितरण (ख) B3LYP / 6-31G * (घ, पी) और एक एफ टी गणना की ऊर्जा स्तर में;

(सी) एक टोल्यूनि समाधान के 1 × 10-5M अवशोषण स्पेक्ट्रम की एकाग्रता पर एक मोनोमर;

चित्रा 2. आणविक ऊर्जा स्तर संरचना

(ए) आण्विक संरचना

(बी) के एक गैर बहुलक दाता और स्वीकर्ता आईटी 4F फुलरीन अवशोषण स्पेक्ट्रम;

(सी) एक गैर बहुलक दाता और स्वीकर्ता आईटी 4F फुलरीन आणविक ऊर्जा स्तर आरेख;

चित्रा 3. फोटोवोल्टिक प्रदर्शन परीक्षण

(ए) एक प्रकाश स्रोत 5G (100mWcm- 2) जम्मू वी वक्र विकिरण;

(बी) पीएम 7: आईटी -4 एफ मिश्रण द्वारा तैयार पीएससी के ईक्यूई वक्र;

(सी) PM7: आईटी 4F संबंध प्रवृत्तियों PSCs सक्रिय परत मोटाई और PCE की तैयारी;

(डी) JphvsVeff;

(ई) पीएम 7: आईटी -4 एफ मिश्रण द्वारा तैयार पीएससी में हल्की तीव्रता के साथ वीक की भिन्नता;

प्रकाश की तीव्रता JPH में परिवर्तन के साथ PSCs तैयार आईटी मिश्रण 4f ;: (च) PM7

चित्रा 4. द्वि-आयामी GIWAXS विशेषता

GIWAXS आयामी पार अनुभाग (क) और संबंधित शुद्ध बहुलक मिश्रण फिल्म और इसी (ख) आईपी, और (ग) OOP कटौती लाइन;

(डी) मिश्रण झिल्ली के आरएसओएक्सएस बिखरने वितरण।

'सारांश'

शोधकर्ताओं ने तैयार किया गया है और PM7 को संश्लेषित आधारित BDT- 2Cl एक नया क्लोरीन युक्त बहुलक इकाई, और के रूप में एक क्लोरो के साथ परंपरागत आणविक मुख्य श्रृंखला के साथ सौर कोशिकाओं एक गैर दाता जैविक फुलरीन के लिए आवेदन किया विभिन्न substituents की क्लोरीनयुक्त पॉलिमर, PM7 एक पक्ष श्रृंखला में क्लोराइड बहुलक संयुग्म, बहुलक रीढ़ की हड्डी में steric क्लोरीन परमाणु कम करने के लिए PBDB- टी की तुलना में अनुकूल है, PM7 एक कम होने होमोसेक्सुअल स्तर, उच्च अवशोषण गुणांक, उच्च स्फटिकता और एक मजबूत वाहक गतिशीलता इसके अलावा, 0. 88V करने के लिए एक विलायक एक Voc आईटी 4F प्राप्त करने के लिए के रूप में टोल्यूनि की PM7 :. फोटोवोल्टिक डिवाइस के आधार पर, JSC है 20. 9mA · cm- 2 और 71.1% की एफएफ अगले मामले के लिए, 13.1% तक PCE, PBDB- टी के आधार पर: केवल 5.3% की आईटी 4F PSC PCE की 13.1% में प्राप्त की है। PCE फोटोवोल्टिक उपकरण अब तक सूचना गैर हलोजन सॉल्वैंट्स में तैयार की सबसे अधिक मूल्य है। परिणामों से संकेत मिलता है कि एक साधारण, सस्ती, प्रभावी रणनीति में उच्च प्रदर्शन बहुलक क्लोरो फोटोवोल्टिक सामग्री के डिजाइन।