在这项研究中,具有活性层的有机太阳能电池(OSC),非富烯烯(NFA)Y6作为受体的多种混合物,以及供体PBDB-T-2F作为供体的供体,通过一维太阳能能力模拟(SCAPS-1D)的一维太阳能(SCAPS-1D)模拟了这种类型的polimer-iC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC-IC的型号模拟。活动层。pfn-br界面层固定在OPV设备中,可提供总体增强的开路电压,短路电流密度和填充因子,从而显示设备的性能。PEDOT:PSS是一种电导性聚合物溶液,由于其较强的孔亲和力,良好的热稳定性,高功能和高透明度在可见范围内,它已在太阳能电池设备中广泛使用作为孔传输层(HTL)。有机太阳能电池的结构是ITO/PEDOT:PSS/BTP-4F:PBDB-T-2F/PFN-BR/AG。首先,将活动层厚度优化为100 nm;之后,活动层厚度最高为900 nm。这些模拟的结果表明,活动层厚度可能明显达到500 nm,然后随着600 nm的活性层的增加而降低,还注意到短路电流和填充因子随着600 nm的增加而增加,而填充层则从600 nm的增加,而开放电压电路则随着活性层的增加而增加。最佳厚度为500 nm。
在过去的二十年中,巨大的努力一直致力于有机光伏(OPV),这导致了单个连接设备的20%功率转化效率(PCE)的破坏屏障。[1-7]最近,非富烯烯低带隙受体材料(NFA)在其热稳定性上受到了极大的关注,[8,9]广泛的吸收率范围,这会导致有效的太阳光子收获,从而导致高输出电流密度,从而降低了非辐射能量损失,从而降低了非辐射能量,从而提供了高度的能量,并提供了较高的能量水平[11,12]和[11,12]和[11,12]和[11,12]。[5,13,14]从设备的角度来看,增强NF-OPV的光电流和光电压是提高光伏性能的最直接策略。[1]此外,众所周知,供体和受体材料之间的分子方向在电荷转移动力学中起着至关重要的作用。[15]因此,NFA的各向异性结构(例如Y6和Y7)确保了有效的π–π相互作用,该相互作用与调谐相位分离的供体匹配。[16]结果,NF-OPV通过用可忽略的驾驶能量分离激子,证明了有效的能力,相对于使用的供体材料的能级,获得了高PCE。[17,18]因此,这些显着的优势,避免了电压损耗和电荷产生之间的权衡行为,[19]提供无障碍的自由电荷产生,抑制了电荷载体重组以及增强所得设备的电荷迁移率。[5,19,20]
最近的研究表明,在有机太阳能电池 (OSC) 中可以实现高效的自由载流子 (FC) 生成,且电压损失很小;然而,支持这一现象的光物理原理仍不清楚。在此,我们研究了最先进的 OSC 中 FC 生成的机制,该 OSC 由 PM6 和 Y6 分别作为电子供体和受体组成,其中最低激发单重态和电荷转移态之间的能量偏移小至 ~0.12 eV。我们使用瞬态吸收光谱来追踪由供体/受体界面产生的电子-空穴对引起的电吸收的时间演变。空穴从 Y6 转移到 PM6 后,我们观察到在皮秒时间尺度上缓慢但有效的空间电荷解离。基于温度依赖性测量,我们发现这种缓慢但有效的 FC 生成是由电荷通过在界面附近产生的能量级联向下能量弛豫驱动的。我们在此为非常热门的 PM6/Y6 混合系统中 FC 生成机制提供直接的实验证据。
理论方法(例如量子计算和Monte Carlo(MC)模拟,由于学习结构的相对较快方法,在研究腐蚀抑制剂方面非常重要。在本文中,利用了几种半经验量子计算方法(AM1,PM3和PM6)来研究某些三唑的腐蚀抑制效率(CIE),作为金属腐蚀的抑制剂(降低了降低了降低了至1 m盐酸)。MC模拟技术用于本研究来计算吸附能。优化的基态几何形状,最高占用分子轨道(E HOMO)的能级,最低无占用分子轨道(E Lumo)的能级,吸附能和偶极矩(μ)与三氮化衍生物的CIE相关。建议三个方程式计算CIE。在CIE EXP和CIE计算之间发现了良好的协议。CIE EXP和CIE CALC之间的相关系数(R)位于0.931至0.955之间。AM1,PM3和PM6可有效测量CIE。 回归分析在非线性方程中包含吸附能时使用的量子参数较少。 e广告可以减少描述符数量,以创建易于使用和短暂的模型。AM1,PM3和PM6可有效测量CIE。回归分析在非线性方程中包含吸附能时使用的量子参数较少。e广告可以减少描述符数量,以创建易于使用和短暂的模型。
基于非富勒烯受体的有机太阳能电池(NFA-OSC)现在正朝着 20% 的能量转换效率的里程碑迈进。为实现这一目标,最小化所有损耗通道(包括非辐射光电压损耗)似乎是必要的。在很大程度上,非辐射复合被认为是材料固有的特性,这是由于振动引起的电荷转移 (CT) 状态的衰减或它们向三重态激子的反向电子转移。本文表明,使用一种具有 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基侧基的新型共轭硝基自由基聚合物 (GDTA) 作为添加剂可以提高基于不同活性层材料的 NFA-OSC 的光伏性能。添加 GDTA 后,开路电压 (V OC )、填充因子 (FF) 和短路电流密度 (J SC ) 同时改善。该方法应用于多种材料系统,包括最先进的供体/受体对,其性能从 15.8% 提高到 17.6%(对于 PM6:Y6)并从 17.5% 提高到 18.3%(对于 PM6:BTP-eC9)。然后,讨论了观察到的改进背后的可能原因。结果表明 CT 状态被抑制为三重态激子损失通道。这项工作提出了一种简便、有前途且通用的方法来进一步提高 NFA-OSC 的性能。
官僚功能化的小分子受体(SMA)在构造具有近红外吸收的材料方面具有独特的优势,但它们的光伏性能滞后于有机太阳能电池中含有S的类似物(OSC)。在此,通过调节外烷基链的分叉位点设计和合成了两个新的SE-EH和SE-EHP,即SE-EH和SE-EHP,从而使SE-EH和SE-EHP从CH1007产生SE-EH和SE-EHP以形成不同的3D晶体框架。se-eh显示出更严格的𝝅 - 𝝅堆积和密集的堆积框架,其具有较小尺寸的孔结构,这些孔结构是由较大的空间阻力效应在2位以2位分支的外烷基链效应,并且可以获得PM6的较高介电常数:SE-EH活性层。基于PM6的OSCS:SE-EH在二进制中获得了非常高的PCE,在三元设备中,二进制中的PCE非常高,二元期为19.03%,含SE的SMA的FF近80%。SE-EH中更重要的烷基链阻力效应可调节分子结晶,形成具有适当域大小的有利的纳米纤维互化网络,以降低子NS重组的速率,以降低子NS重组的速率,并促进载体的平衡运输。这项工作为进一步设计和开发高度有效的SE官能化SMA提供了参考。
摘要:全聚合物混合物的形态控制在制造高充分性有机太阳能电池方面是典型但充满挑战的。最近,已批准固体添加剂(SAS)能够调整聚合物的形态:小分子融合了设备的性能和稳定性。Herein, three perhalogenated thiophenes, which are 3,4-dibro- mo-2,5-diiodothiophene (SA-T1), 2,5-dibromo-3,4-diio- dothiophene (SA-T2), and 2,3-dibromo-4,5-diiodothio- phene (SA-T3), were adopted as SAs to optimize the performance of all-polymer organic太阳能电池(APSC)。对于PM6和PY-IT的混合物,受益于孔素化的硫烯和聚合物之间的分子间相互作用,在引入这些SAS之后,可以对分子填料特性进行细微的调节。原位紫外线/VIS测量表明,这些SA可以帮助全聚合物混合物中的形态学演化,从而导致其最佳形态。与PM6:PY-IT的AS-cast设备相比,所有经过处理的二进制设备都显示出增强的功率连接效率,为17.4-18.3%,明显含有的短路电流密度和填充因子。据我们所知,SA-T1处理的二进制二进制排名为18.3%,迄今为止所有二进制APSC中最高。 同时,在其他全聚合物混合物中,SA-T1的通用性得到了一致改进的设备性能。 这项工作为实现高性能APSC提供了新的途径。据我们所知,SA-T1处理的二进制二进制排名为18.3%,迄今为止所有二进制APSC中最高。同时,在其他全聚合物混合物中,SA-T1的通用性得到了一致改进的设备性能。这项工作为实现高性能APSC提供了新的途径。
基于设备。我们已经透露,由PBDB-T-2F(也称为PM6)和Y6组成的代表性高效率基于NFA的OSC,分别作为电子供体和受体,尽管较小的能量效率均具有较小的能量,但仍表现出近乎统一的和温度的电荷分离效率。15然而,在多大程度上可以最大程度地降低能量量,同时尚不清楚高电荷光电生成量子的效率。在电荷转移的Marcus描述中,对于有效的电荷分离,8,14,16的能量量减少不可避免地是不利的。17 - 19实际上,由PBDB-T-2F与Y5配对的OSC表现出较差的光伏外部量子效率(EQE PV)为36.1%,而该设备的D V型V型较小的PBDB-T-2F:Y6设备的d v小于80 mV,而较小的能量越来越较小的能量O e Y6设备。20
