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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