非富勒烯受体的端基修饰以实现12%效率的聚合物太阳能电池

【作者】 李荪荪； 赵文超； 张少青； 侯剑辉；

【机构】 中国科学院化学研究所；

【摘要】 聚合物太阳能电池因其可溶液加工和可卷对卷印刷制备大面积柔性器件而受到广泛关注。当前,得益于高性能非富勒烯电子受体材料的开发,器件的能量转化效率提升至10%以上,这已十分接近富勒烯型太阳能电池的最高效率。因此,进一步优化高性能非富勒烯受体材料的分子结构势在必行。本工作中,我们通过对高性能小分子受体ITIC的端基进行化学修饰,实现了对材料能级的有效调制。我们分别将具有给电子特性的甲基和甲氧基引入到端基的5或6位上,材料(IT-M,IT-OM1,IT-OM2)的LUMO能级获得显著提升而HOMO能级基本不变。此外,由于5-/6-甲基和甲氧基较小的空间位阻,材料优异的堆积特性得以保留。因此,将三者分别与给体聚合物PBDB-T共混制备器件时,均可获得更高的开路电压和超过11%的能量转化效率。其中,基于PBDB-T:IT-M的器件可获得高达12.05%的能量转化效率,这在单节器件中处于国际领先水平。更多还原