เซลล์แสงอาทิตย์พอลิเมอ (จาก PSCs) เป็นเทคโนโลยีใหม่พลังงานสะอาดเพราะความโปร่งแสงของประโยชน์จากความยืดหยุ่นและชอบจัดทำในพื้นที่ขนาดใหญ่เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางในปีที่ผ่านมาเพื่อ N-สารกึ่งตัวนำชนิดอินทรีย์ (N- ระบบปฏิบัติการเท่านั้น.) ในฐานะที่ไม่ใช่ fullerene (NF) ผู้รับได้รับใน PSCs ประสิทธิภาพสูงเฟื่องฟูเพราะเมื่อเทียบกับอนุพันธ์ fullerene ธรรมดาสารกึ่งตัวนำอินทรีย์มีชนิดเอ็นแหล่งสารตั้งต้นกว้างต้นทุนการผลิตอยู่ในระดับต่ำการดูดซึม และปรับระดับการสูญเสียพลังงานข้อดีเสถียรภาพลักษณะ. วันที่ชุมทางเดียว NF- PSCs ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน (PCEs) ได้ถึง 11-13% เมื่อลิเมอร์ผสมที่มีช่องว่างวงกว้างไอที - 4F PSCs แสดง YL ขึ้น 13.1% ของ PCE ตั้งแต่โพลิเมอร์กันบริจาคจับคู่และรับ OS n- มีบทบาทสำคัญในการได้รับ PSCs ที่มีประสิทธิภาพเพื่อความหลากหลายของรูปแบบสังเคราะห์ (เช่นอะตอมแทน การปรับเปลี่ยนโซ่ด้านข้างและนำเข้าสู่แหวนข้นหอม) เพื่อนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงานดังกล่าวโพลีเมอ. นั้นอะตอมโดยเฉพาะอย่างยิ่งฟลูออรีน (F) อะตอมแทนที่ด้วยอะตอมไฮโดรเจนดึงดูดความสนใจมากและได้รับในการออกแบบโมเลกุล หลากหลายของการใช้งาน
'บทนำความสำเร็จ'
เมื่อเร็ว ๆ นี้ศาสตราจารย์ Zhangmao Jie จากมหาวิทยาลัยซูโจว (ผู้รับผิดชอบ) ทีม NanoEnergy ออกเอกสารสิทธิ์: 'คลอรีนแทน 2D- ลิเมอร์คอนจูเกตเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพพอลิเมอเซลล์แสงอาทิตย์สูงอย่างมีประสิทธิภาพ 13. 1% ผ่านการประมวลผลโทลูอีน' นักวิจัยการออกแบบและสังเคราะห์ ชนิดใหม่ของสองมิติ D- พอลิเมอ PM7 ผันเบนซินที่มี thiophene และ thiophene คลอไรด์ dithiophene (BDT- 2Cl) ไปยังหน่วยและ benzodithiophene - 4 Dione 8- หน่วยใบเสร็จ เมื่อเทียบกับการควบคุมที่ไม่ใช่คลอรีนแทนพอลิเมอ PBDB- T, PM7 มีระดับที่ต่ำกว่าตุ๊ดค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึมสูงผลึกสูงและการเคลื่อนย้ายผู้ให้บริการที่แข็งแกร่ง. ในนอกจากนี้ยังเป็น PM7 ผู้บริจาคไอที 4F เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เมื่อไม่ใช่รับฮาโลเจนตัวทำละลายเช่นโทลูอีนเป็นตัวทำละลายเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดสูงที่ 0 88V, ไฟฟ้าลัดวงจรปัจจุบันความหนาแน่น 20. 9mA ·ซม 2 ในเวลาเดียวกันกรอกปัจจัย (FF ) ของ 71.1% เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน (PCE) 13. 1% ในขณะที่ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน PBDB- T :. PSC ไอที 4F ระบบที่ Voc ต่ำของสภาพการแสดงให้เห็นเพียง 0. 67V 5.8% ของ PCE ระดับต่ำ 13.1% ของ PCEs ถูกรายงานว่าเป็นตัวทำละลายที่ไม่ใช่ฮาโลเจนสำหรับ Photovoltaics หนึ่งในประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดของอุปกรณ์. ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าวัสดุทดแทนคลอรีนเป็นพอลิเมอเซลล์แสงอาทิตย์ง่ายและมีประสิทธิภาพกลยุทธ์ในการออกแบบคอนจูเกตที่มีประสิทธิภาพสูง
'การอ่านบท'
รูปที่ 1 แผนภาพสังเคราะห์
(a) เส้นทางสังเคราะห์ PM7;
ตุ๊ดและอิเล็กตรอน LUMO กระจาย (ข) ใน B3LYP / การ 6-31G * (D, P) และระดับพลังงาน DFT คำนวณ;
(c) สเปกตรัมการดูดซับของโมโนเมอร์ในสารละลายโทลูอีน 1 x 10-5;
รูปที่ 2. โครงสร้างระดับโมเลกุลของพลังงาน
(a) โครงสร้างโมเลกุล
(b) สเปกตรัมการดูดซึมของผู้บริจาคโพลีเมอร์และตัวรับ non-fullerene IT-4F;
(ค) แผนภาพระดับพลังงานระดับโมเลกุลของผู้บริจาคพอลิเมอร์และตัวรับ non-fullerene IT-4F;
รูปที่ 3. การทดสอบสมรรถนะไฟฟ้าโซลาร์เซลล์
(a) เส้นโค้ง J-V ที่แหล่งกำเนิดแสง 5G (100 mWcm-2);
(b) PM7: เส้นโค้ง EQE ของ PSC ที่เตรียมโดยการผสมผสาน IT-4F;
(C) PM7: ไอที 4F แนวโน้มความสัมพันธ์ PSCs ความหนาของชั้นที่ใช้งานและการเตรียมสันติภาพ;
(ง) JphvsVeff;
(E) PM7: การเปลี่ยนแปลงไอที 4F ใน Voc PSCs กับความเข้มของแสงผสมผลิต;
(f) PM7: การเปลี่ยนแปลงความเข้มแสงของ Jph ใน PSC ที่เตรียมโดยการผสมผสาน IT-4F
รูปที่ 4. ลักษณะเฉพาะของ GIWAXS แบบสองมิติ
GIWAXS มิติภาคตัดขวาง (ก) และที่เกี่ยวข้องกับฟิล์มโพลิเมอร์ผสมผสานบริสุทธิ์และสอดคล้องกัน (ข) IP และ (ค) สาย OOP ตัด;
(d) กระจาย RSoXS ของเมมเบรนผสม
'สรุป'
นักวิจัยการออกแบบและสังเคราะห์ตาม BDT- 2Cl คลอรีนที่มีหน่วยใหม่ลิเมอร์ที่จะ PM7 และนำไปใช้เป็นที่ไม่ใช่ผู้บริจาค fullerene อินทรีย์เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีห่วงโซ่หลักดั้งเดิมโมเลกุลที่มีคลอโรฟิล โพลิเมอร์คลอรีนของ substituents ที่แตกต่างกัน PM7 คลอไรด์โพลีเมอผันในห่วงโซ่ด้านที่เอื้อต่อการลดอะตอม Cl steric ในกระดูกสันหลังลิเมอร์เมื่อเทียบกับ PBDB- T, PM7 มีต่ำ ระดับตุ๊ดค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึมสูงผลึกสูงและการเคลื่อนย้ายผู้ให้บริการที่แข็งแกร่งนอกจากนี้ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ PM7 :. ของโทลูอีนเป็นตัวทำละลายที่จะได้รับ Voc ไอที 4F 0 88V, Jsc คือ 20. 9mA ·ซม 2 และ FF ของ 71.1% สำหรับกรณีต่อไป PCE ถึง 13.1% ตาม PBDB- T: ไอที 4F PSC เพียง 5.3% จะได้รับใน 13.1% ของสันติภาพ PCE เป็นค่าสูงสุดของอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่เตรียมไว้ในตัวทำละลายที่ไม่ใช่ฮาโลเจนรายงานเพื่อให้ห่างไกล. ผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นว่าการออกแบบที่มีประสิทธิภาพสูงวัสดุพอลิเมอไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในคลอโรง่ายราคาไม่แพงกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพ
