신흥 청정 에너지 기술로서 최근 폴리머 태양 전지 (Polymer Solar Cell, PSC)는 반투명, 유연성 및 대 면적 제조의 장점으로 인해 많은 주목을 받고 있으며, 최근 3 년 동안 n- 형 유기 반도체 OS)는 n-type 유기 반도체가 기존의 풀러렌 유도체에 비해 넓은 범위의 전구 물질, 낮은 준비 비용 및 흡수력을 가지고 있기 때문에 비 - 플러렌 (NF) 수용체로서 고성능 PSC에서 급성장하고 있습니다. 에너지 조절이 가능하고 에너지 손실이 적으며 형태 안정성이 우수합니다. 현재 단일 접합 NF-PSC는 전력 변환 효율 (PCE)이 11-13 %에 이릅니다. 넓은 밴드 갭 폴리머와 혼합하면 IT - 4F 기반 PSC는 최대 13.1 %의 PCE를 나타냅니다. 잘 일치 된 폴리머 도너 및 n-OS 리셉터가 효율적인 PSC를 얻는 데 결정적인 역할을하기 때문에 다양한 종류의 합성 변경 (예 : 원자 대체) 그 중에서도 방향족 융합 고리의 측쇄 변성 및 도입은 고성능 중합체 공여체의 최적화에 사용되었으며, 그 중 원자 치환, 특히 불소 (F) 원자가 수소 원자를 대체하여 널리 주목을 받아 분자 설계에서 얻어졌다. 다양한 응용 분야
'업적 소개'
"치환 된 염소 2D- 톨루엔 처리를 통하여 13.1 %의 효율을 갖는 고성능 고분자 태양 전지 공액 중합체"설계 및 합성 연구 : 최근 소주 대학 (교신 저자) 교수 Zhangmao 지에 팀 NanoEnergy는 제목의 문서를 발행. 이차원 D- 공액 고분자 PM7 새로운 유형의 장치와 benzodithiophene 티 오펜 및 티 오펜 디티 클로라이드 (BDT- 2Cl) 함유 벤젠 - -2,4- 디온 8- 셉터 유닛 제어 비염 치환 폴리머 PBDB-의 T와 비교 PM7 낮은 HOMO 레벨 높은 흡수 계수, 높은 결정 성이 강한 캐리어 이동도를 갖는다. 또, PM7로서 도너, IT- 4F는 광전지 장치 (비 수용체 할로겐 · 동시에 CM- 2 충진 계수, 단락 전류 밀도 20 9mA를 같은 용매 톨루엔 용매 0. 88V에서 높은 개방 전압을 얻을 때 FF이고 낮은 VOC 조건에서 동일한 조건으로, PBDB- T :. PSC IT- 4F 시스템은 단지 0 보였다 67V)의 71.1 % (PCE) 13. 1 % 에너지 변환 효율을 얻을 비 할로겐의 제조 5.8 % 낮은 PCE 태양 광 전지 용제. PCE (13)의 1 %는 현재까지보고 된 장치의 높은 에너지 전환 효율 중 하나. 이러한 결과는 염소 치환 재료는 고분자 태양 간단하고 고성능 접합체를 설계하는 효과적인 전략이다 나타낸다.
'튜토리얼 읽기'
그림 1. 합성 다이어그램
(a) PM7 합성 경로;
HOMO와 LUMO의 전자 분포 (b)을 B3LYP / 6-31G * (d, P) 및 DFT 연산 에너지 레벨;
(c) 1 × 10-5M 톨루엔 용액 중의 단량체의 흡수 스펙트럼;
그림 2. 분자 에너지 수준 구조
(a) 분자 구조
(b) 중합체 도너 및 비 플러렌 수용체의 흡수 스펙트럼 IT-4F;
(c) 중합체 공여체 및 비 플러렌 수용체의 분자 에너지 준위도 IT-4F;
그림 3. 광전지 성능 테스트
(a) 5G 광원 (100 mWcm-2)에서의 J-V 곡선;
(b) PM7 : IT-4F 혼합에 의해 준비된 PSC의 EQE 곡선;
(C) PM7 : IT- 4F 관계 추이 PSC를 활성층 두께와 PCE의 제조;
(d) JphvsVeff;
, (E) PM7 : 광 강도와 VOC PSC를 IT- 4F에 변화가 발생 블렌딩;
JPH 광 강도의 변화와는 PSC를 IT-가 ;: (F)를 혼합 PM7 4F 제조
그림 4. 2 차원 GIWAXS 특성화
GIWAXS 차원 단면 (a)와 관련된 순수 폴리머 블렌드 필름과 대응 (b) IP, 및 (c) OOP 컷 라인;
(d) 혼합 막의 RSoXS 산란 분포.
'요약'
연구 설계에 기초 PM7 BDT- 2Cl에게 새로운 염소 함유 중합체 단위를 합성하고는 클로로 전통적인 분자 주쇄에 비 도너 플러렌 유기 태양 전지에 적용 상이한 치환기의 염소화 중합체, 측쇄에 PM7 클로라이드 중합체 복합체, PBDB- T에 비해 중합체 주쇄의 입체 CL 원자 저감에 도움이되는, PM7 낮은 데 HOMO 레벨 높은 흡수 계수, 및 0. 88V로 VOC IT- 4F를 얻기 위해 용매로서 톨루엔 PM7 :. 광전 변환 소자에 기초하여 한층 더 강한 높은 캐리어 이동도의 결정은, Jsc가있다 20. · 9mA은 다음 경우에 CM- 2 및 71.1 %의 FF는 PBDB- T에 기초하여 13.1 %까지 PCE : IT- 4F PSC 5.3 %의 PCE는 13.1 %로 수득한다. PCE가 지금까지보고 된 비 할로겐 계 용매에서 제조 된 태양 광 소자의 가장 높은 값이다.이 결과는 나타내고 간단하고 저렴하며 효과적인 전략 고성능 폴리머 클로로 광전지 재료의 설계.
