Como uma tecnologia emergente de energia limpa, as células solares de polímero (PSCs) têm atraído grande atenção nos últimos anos devido às suas vantagens de transparência, flexibilidade e fabricação de grandes áreas.Nos últimos três anos, os semicondutores orgânicos do tipo n (n- OSs) tem crescido em PSCs de alto desempenho como receptores de non-fullerene (NF), porque os semicondutores orgânicos do tipo n têm uma ampla gama de precursores, baixos custos de preparação e absorção em comparação com os derivados convencionais de fullereno. Com níveis de energia ajustáveis, baixa perda de energia e estabilidade superior na morfologia, até o momento, os NF-PSCs de junção única atingiram 11-13% de eficiência de conversão de energia (PCEs). Quando misturado com polímeros de bandgap - As PSCs baseadas em 4F mostram até 13,1% de PCE Por causa dos doadores de polímero bem combinados e os receptores n-OS desempenham um papel crucial na obtenção de PSCs eficientes, uma ampla gama de mudanças sintéticas (como substituições de átomos) A modificação da cadeia lateral e a introdução de anéis fundidos aromáticos foram usadas para otimizar os doadores de polímero de alto desempenho, entre eles a substituição atômica, especialmente átomos de flúor (F), substituiu átomos de hidrogênio e atraiu atenção generalizada. Ampla gama de aplicações
'Introdução às conquistas'
Recentemente, o Professor Zhangmao Jie da Universidade de Suzhou (autor correspondente) equipa NanoEnergy emitido um documento intitulado: 'Cloro substituído 2D- polímero conjugado para as células solares de polímeros de alto desempenho com uma eficiência de 13% por meio de processamento de tolueno' os investigadores concebidos e sintetizados. um novo tipo de bidimensional D- uma MP7 polímero conjugado, benzeno contendo tiofeno e ditiofeno cloreto de tiofeno (BDT- 2Cl) para a unidade e benzodithiophene - 4-diona 8- unidades aceitadoras em comparação com o controlo não-substituído-cloro PBDB- polímero T, MP7 tem um nível inferior HOMO, o coeficiente de absorção elevada, elevada cristalinidade e uma forte mobilidade do portador. além disso, como MP7 doador, IT- 4F é um dispositivo fotovoltaico quando halogéneo não-receptor de um solvente tal como o tolueno como solvente, para se obter uma tensão elevada de circuito aberto em 0. 88V, a corrente de curto circuito densidade 20. 9mA · cm-2, ao mesmo tempo, encher fator (FF ) de 71,1%, para se obter a eficiência de conversão de energia (PCE) 13. 1%, enquanto que sob as mesmas condições, PBDB- T :. PSC IT- 4F sistema em baixo teor de VOC de condições só 0. 67V mostrou 5,8% de PCEs baixos: 13,1% dos PCEs são até agora reportados como solventes não halogênios preparados para energia fotovoltaica. Um dos mais elevada eficiência de conversão de energia do dispositivo. Estes resultados indicam que o material substituído com cloro é um simples fotovoltaica polímero e estratégias eficazes para projetar alta conjugado desempenho.
'Leitura de tutorial'
Figura 1. Diagrama Sintético
(a) rota sintética PM7;
(b) as distribuições de elétrons e níveis de energia HOMO e LUMO calculados a partir da B3LYP / 6–31G * (d, p) DFT;
c) Espectro de absorção dos monómeros numa solução de 1 x 10-5 M de tolueno;
Figura 2. Estrutura do nível de energia molecular
(a) Estrutura Molecular
(b) Espectros de absorção de doadores de polímero e receptores de non-fullerene IT-4F;
c) Diagramas do nível de energia molecular dos dadores de polímeros e receptores não fulerenos IT-4F;
Figura 3. Teste de desempenho fotovoltaico
(a) curva J-V em uma fonte de luz de 5G (100 mWcm-2);
(b) PM7: curvas EQE de PSCs preparadas pela combinação IT-4F;
(C) MP7: IT- 4F tendências de relacionamento unidades de espessura de camada activa e a preparação do PCE;
(d) JphvsVeff;
(E) MP7: alterações IT- 4F em Voc unidades com a intensidade da luz produzida misturando;
Unidades com a alteração na intensidade da luz JPH preparado IT- 4F misturar ;: (f) MP7
Figura 4. Caracterização bidimensional do GIWAXS
GIWAXS secção transversal dimensional (a) e filme puro mistura de polímeros relacionados e a (b) IP correspondente, e (c) OOP linha de corte;
(d) distribuio de dispers de RSoXS da membrana de mistura.
'Resumo'
Os pesquisadores projetaram e sintetizaram o polímero PM7 com base em uma nova unidade doadora de BDT-2Cl contendo cloro e usaram-na como doador em células solares orgânicas de não-fenoereno. poleros clorados de diferentes substituintes, MP7 conjugado de polímero de cloreto em uma cadeia lateral, é propício a reduzir os átomos de Cl estéricos na espinha dorsal do polímero em comparação com PBDB- t, MP7 tendo um menor HOMO nível, o coeficiente de absorção elevada, elevada cristalinidade e uma mobilidade do portador forte Além disso, com base em MP7 :. dispositivo fotovoltaico de tolueno como um solvente para se obter um teor de COV IT- 4F a 0. 88V, é Jsc 20. No caso de 9mA · cm− 2 e FF de 71,1%, o PCE foi tão alto quanto 13,1%, enquanto o PSC baseado em PBDB-T: IT-4F obteve apenas 5,3% do PCE, 13,1%. O PCE é um dos maiores valores dos dispositivos fotovoltaicos não halogenados a partir de solventes reportados até o momento.Os resultados mostram que o cloro é uma estratégia simples, barata e eficaz para projetar materiais fotovoltaicos de polímero de alto desempenho.
