分会

第二十六分会：有机光伏材料与器件

摘要

体异质结有机太阳电池（OSCs）具有质轻、柔性、可进行卷对卷大面积加工等优点，在新能源领域具有重大潜力，近年来得到广泛关注和研究。得益于非富勒烯受体以及与之相匹配的给体材料，目前OSCs的效率已突破18%。但是高效给体材料多是基于苯并二噻吩（BDT）单元构筑，多样化的构筑单元将为OSCs的发展带来更多的潜力和活力。我们基于硼氮共价键B−N，开发了一种新型给体构筑单元BNT和新型聚合物PBNT-BDD。BNT单元具有合成简便的优点，其可通过3步反应获得。并且由于硼氮单元的吸电子性质，我们在不引入卤素原子的情况下，可实现能级有效调控。在器件应用方面，新型聚合物PBNT-BDD与非富勒烯受体Y6-BO搭配，获得了16.1%的PCE。另外，其器件的的非辐射复合能量损失仅为0.19 eV，这是目前PCE超过14%的最低值。更重要的是，PBNT-BDD的单线态−三线态能极差（ΔEST）低至0.15 eV，远低于普通有机半导体(≥0.6 eV)。PBNT-BDD的三线态能级高于电荷转移CT态能级（ΔE(T1)≥ΔE(CT)），这将有效抑制三线态复合。以上结果表明，含硼氮共价键的有机半导体材料在OSCs领域具有良好的发展和应用前景。

关键词

有机太阳电池;硼氮共价键;聚合物给体;高效;三线态能级

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