Органический солнечный элемент состоит из донора органического полупроводника р-типа и акцепторного акцептора активного акрилового полупроводника n-типа (n-OS), зажатого между прозрачным проводящим электродом и металлическим электродом, и имеет простую структуру, легкий вес и низкую стоимость. И преимущества использования методов обработки решений для подготовки гибких и полупрозрачных устройств стали актуальными исследовательскими горячими точками в области новых исследований энергии за последние годы. Среди них фотогальванические материалы доноров p-OS включают конъюгированные полимеры и органические малые молекулы. По сравнению с полимерами малые молекулярные материалы обладают определенными молекулярными структурами, не имеют различий в синтетических партиях и легкой очисткой, поэтому органические фотоэлектронные фотоэлектронные материалы с малыми молекулами также привлекают всеобщее внимание. Все малые молекулы нефаллерной органической солнечной энергии Использование доноров малой молекулы p-OS и маломолекулярных рецепторов n-OS, а также преимущества материалов доноров малых молекул и материалов, не содержащих фуллереновых рецепторов, недавно стало важным направлением исследований в области органических солнечных элементов.
При поддержке экспериментального проекта Академии наук Китая исследовательская группа Института органических веществ Института химии Академии наук Китая Ли Юнчжэнь недавно провела серию исследований по исследованию донорных материалов малых молекул p-OS и всемогущих органических молекул, не содержащих фуллеренов. Прогресс, обеспечивающий эффективность преобразования энергии всех органических органических солнечных элементов с малыми молекулами, превышает 10%.
В донорском материале с малой молекулой p-OS в основном используется тип A-π-D-π-A (где D представляет собой структурную единицу донора, а A представляет собой структурную единицу акцептора), в первую очередь они разработаны для использования в не богатых На основе фотоэлектрического материала с высокой эффективностью полимерного донора J-серии солнечного элемента с олефиновым полимером полимер J-серии является маломолекулярным, и синтезируется донорская единица на основе бензодитиофена (БДТ) и синтезируется фторзамещенный тринитрон. Азол (FBTA) является акцепторной единицей, а группа сложного эфира ацетонитрила является терминальной рецепторной единицей небольших молекул p-OS H11 и H12 (см. Рисунок 1 для молекулярной структуры). При H11 в качестве донора n-OS-малая молекула IDIC является рецептором. Напряжение разомкнутой цепи (Voc) всемолекулярного органического солнечного элемента достигает 0,977 В, а эффективность преобразования энергии (далее называемая эффективностью) достигает 9,73% (J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 5085-5094.).
Макромолекулярный акцепторный материал n-OS обладает характеристиками анизотропного сопряженного каркаса, таким образом оптимизируя молекулярную структуру p-OS для регулирования морфологии полностью малого активного слоя с образованием хорошего распределения наноразмерного фазового донора-рецептора. Межповерхностная структура сети является важным средством для улучшения фотоэлектрических характеристик всех маломолекулярных органических солнечных элементов. Они используют BDT в качестве центральной донорной единицы и вводят олиготиофеновую структуру в молекулярную структуру p-OS для синтеза двух молекул p-OS. SM1 и SM2 (см. Рисунок 1 для молекулярной структуры). Эффективность низкомолекулярных органических солнечных элементов на основе SM1: IDIC составляет 10,11% (Chem Mater. 2017,29,7543-7553.), Который является полностью малой молекулой, не-фуллереном. Эффективность органических солнечных элементов в первый раз превысила 10%.
В двумерном конъюгированном полимере на основе тиенозамещенного BDT боковая цепь на основе силана может эффективно снижать уровень HOMO полимера, усиливать поглощение и увеличивать подвижность дырок. Для дальнейшего улучшения фотоэлектрических характеристик всего мелкомолекулярного органического солнечного элемента. Недавно они представили двумерный блок BDT с боковой цепью силилтиофена в материал донора малых молекул p-OS и синтезировали два новых фотогальванических материала с низкой молекулярной массой p-OS H21 и H22 (см. Молекулярную структуру). Рисунок 1), а также влияние различных терминальных акцепторных единиц на физико-химические свойства материалов и их фотовольтаические свойства. Эффективность фотоэлектрического преобразования низкомолекулярных органических солнечных элементов на основе H22: IDIC была дополнительно улучшена до 10,29%. В Advanced Materials (Adv. Mater., 2018, 30, 1706361.).
Рисунок: Молекулярная структура донора малых молекул p-OS и рецептора малых молекул n-OS IDIC, структура устройства всех органических органических солнечных элементов с малыми молекулами и эффективность преобразования энергии всех органических органических солнечных элементов на основе каждого донорного материала
