células solares de polímeros (de PSCs) como una nueva tecnología de energía limpia, debido a su translucidez, la ventaja de la flexibilidad, y similares preparado en una gran área, ha recibido recientemente una atención generalizada en los últimos años para, de tipo n semiconductor orgánico (N- OSs solamente.) como un no-fullereno (), los receptores NF obtenidos en las PSCs de alto rendimiento en auge, porque en comparación con el derivado de fulereno convencional, un semiconductor orgánico que tiene de tipo n fuentes de precursor de ancho, el coste de producción es bajo, la absorción y nivel ajustable, pérdida de energía, las ventajas de estabilidad de apariencia. hasta la fecha, una unión NF-PSC eficiencias de conversión de potencia (PCE) ha llegado a 11-13% cuando el polímero se mezcla con una amplia separación de banda, la IT - 4F PSCs espectáculo ilo hasta 13,1% de la PCE ya que el polímero así donante compatible y receptor OS n- juegan un papel crítico en la obtención de PSCs eficientes, por lo que una amplia gama de variaciones sintéticas (tales como átomos sustituidos. las modificaciones de cadena lateral, y se introducen en el anillo condensado aromático) para ser utilizado para optimizar polímeros de alto rendimiento de la misma. en el que los átomos, especialmente flúor (F) átomos sustituidos con un átomo de hidrógeno llamado mucho la atención, y ha estado en el diseño molécula amplia gama de aplicaciones
'Introducción logro'
Recientemente, el profesor Zhangmao Jie de la Universidad de Suzhou (autor correspondientes) equipo nanoenergía publicó un documento titulado: 'cloro sustituido 2D- polímero conjugado para las células solares de polímeros de alto rendimiento con 13. eficiencia 1% a través de procesamiento de tolueno' los investigadores diseñaron y sintetizaron. un nuevo tipo de dos dimensiones D- un PM7 polímero conjugado, benceno que contiene tiofeno y ditiofeno cloruro de tiofeno (BDT- 2Cl) a la unidad y benzodithiophene - 4-diona 8- unidades de aceptor en comparación con PBDB- polímero de control T no-cloro-sustituido, PM7 tiene un menor nivel HOMO, coeficiente de absorción alta, de alta cristalinidad y una fuerte movilidad del portador. Además, como PM7 donante, IT-4F es un dispositivo fotovoltaico cuando halógeno no receptor disolvente tal como tolueno como disolvente, para obtener un alto voltaje de circuito abierto en 0. 88V, la corriente de cortocircuito densidad 20. 9mA · cm- 2 al mismo tiempo, el factor de llenado (FF ) de 71,1%, para obtener la eficiencia de conversión de energía (PCE) 13. 1%, mientras que bajo las mismas condiciones, PBDB- T :. PSC IT- 4F sistema a baja Voc de condiciones mostró sólo 0. 67V 5.8% de PCE bajos. Hasta ahora, el 13.1% de los PCE están informados como solventes no halógenos preparados para energía fotovoltaica. Una de la más alta eficiencia de conversión de energía del dispositivo. Estos resultados indican que el material cloro-sustituido es un simple fotovoltaica polímero y estrategias eficaces para el diseño de alta conjugado rendimiento.
'Lectura tutorial'
Figura 1. Diagrama sintético
(a) ruta sintética PM7;
HOMO y LUMO de electrones de distribución (b) en el B3LYP / 6-31G * (d, p) y un nivel de energía DFT calculado;
(c) Espectros de absorción de monómeros en una solución de 1 x 10-5 M de tolueno;
Figura 2. Estructura del nivel de energía molecular
(a) Estructura molecular
(b) Espectros de absorción de donantes de polímeros y receptores de no fullereno IT-4F;
(c) Diagramas de nivel de energía molecular de donantes de polímeros y receptores distintos de fullereno IT-4F;
Figura 3. Prueba de rendimiento fotovoltaico
(a) curva J-V en una fuente de luz 5G (100 mWcm-2);
(b) PM7: curvas EQE de PSCs preparadas por mezcla IT-4F;
(c) PM7: gráfico de tendencia de la relación entre el espesor de las capas activas de PSCs preparadas por IT-4F y PCE;
(d) JphvsVeff;
(e) PM7: variación de Voc con intensidad de luz en PSCs preparados por mezcla de IT-4F;
(f) PM7: Cambios en la intensidad de la luz de Jph en los PSCs preparados por mezcla de IT-4F;
Figura 4. Caracterización bidimensional de GIWAXS
sección GIWAXS dimensional transversal (a) y película de mezcla de polímero puro relacionados y el correspondiente (b) IP, y (c) línea de OOP corte;
(d) Distribución de dispersión RSoXS de la membrana de mezcla.
'Resumen'
Los investigadores diseñaron y sintetizaron basado BDT- 2Cl una nueva unidad de polímero que contiene cloro a PM7, y como se aplica a un fullereno orgánico no donante de células solares con la cadena principal molecular tradicional con un cloro polímeros clorados de diferentes sustituyentes, PM7 conjugado polímero de cloruro en una cadena lateral, es propicio para reducir los átomos de Cl estéricos en la cadena principal del polímero en comparación con PBDB- T, PM7 teniendo un menor nivel HOMO, coeficiente de absorción alta, de alta cristalinidad y una fuerte movilidad del portador Además, basándose en PM7 :. dispositivo fotovoltaico de tolueno como disolvente para obtener un Voc IT- 4F a 0. 88V, Jsc es 20. 9mA · cm- 2 y FF de 71,1% para el siguiente caso, el PCE hasta 13,1%, basado en el PBDB- T: IT- 4F PSC de sólo el 5,3% se obtiene en 13.1% de la PCE. PCE es el valor más alto del dispositivo fotovoltaico preparado en disolventes no halogenados reportados hasta ahora. los resultados indican que el diseño de alto rendimiento material fotovoltaico cloro polimérico en un simple estrategias, baratos y eficaces.
