以并噻吩及其衍生物为核的A-π-D-π-A型的非富勒烯小分子受体的设计、合成与表征文献综述

 2022-08-06 15:48:40

有机太阳能电池非稠环非富勒烯受体

的最新研究进展的文献综述

摘要:材料的分子结构决定了器件的性能,有机太阳能电池的活性层一般由给体材料和受体材料共混组成,所以设计合成新型有机光伏小分子受体材料是提高有机太阳能电池能量转换效率的有效策略之一。本文简单介绍A-pi;-D-pi;-A型非稠环非富勒烯受体材料的最新研究进展。

关键词:有机太阳能电池;非稠环非富勒烯受体;A-pi;-D-pi;-A结构;能量转换效率。

一、文献综述

引言

发展清洁可再生能源是解决全球能源危机和环境污染的有效途经,太阳能作为最具前景的清洁能源之一,近些年来受到了人们的广泛关注。可溶液处理的本体异质结有机太阳能电池由于成本低、柔性好以及可大面积制备等优点,成为了研究者们的一大研究热点[1]。有机太阳能电池快速的发展和进步主要得益于众多新型有机光伏材料结构的不断更新和器件工艺的持续优化。有机太阳能电池目前开发了两大类受体材料:富勒烯受体材料和非富勒烯受体材料。在有机光伏的发展历程中,富勒烯衍生物,例如PC60BM,PC70BM和ICBA(如图1)在很长一段时间占据主导地位,原因在于其拥有良好的电子传输能力以及易于和给体材料混合形成合适的纳米尺度相分离尺寸等优点,目前基于聚合物给体与富勒烯衍生物受体的器件效率最高为11.7%[2],基于小分子给体与富勒烯衍生物受体的器件效率最高为11.53%[3]。然而,富勒烯及其衍生物作为受体材料本身所固有的致命的缺陷制约着光电转换效率的进一步提高,比如合成和提纯难,成本高昂,结构难修饰;吸收光谱窄且吸收系数小(紫外线区域),这也直接限制了从太阳光中吸收更多光子;由于易聚集而导致形貌稳定性差等[4]。因此,新型非富勒烯受体材料的研究开发越来越受到科学家们的重视。

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