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您知道全小分子有机太阳能电池的研究吗?

随着社会的进步和科学技术的发展,人们对能源的需求在增加。但是,现有能源有限,人们需要继续开发新能源。太阳能是一个很好的选择,人们已经开始大力发展太阳能发电。作为新一代的太阳能电池技术,有机太阳能电池近年来受到了广泛的关注。与传统的硅基太阳能电池相比,有机太阳能电池具有成本低,柔性大,印刷准备大的优点。当前制备高效有机太阳能电池的主流策略是使用聚合物供体和非富勒烯受体材料来构建有源层。然而,在聚合物材料的制备过程中,通常存在诸如难以精确控制分子量和分散性,难以纯化以及材料的批稳定性差的问题。相应制备的有机太阳能电池的效率的可再现性降低,这不利于大规模的商业应用。确定了有机小分子的分子量,可以准确合成,易于纯化,批次稳定性好,有利于大规模制备。因此,所有的小分子有机太阳能电池都具有很高的商业应用潜力。但是,由于所有小分子电池的供体和受体都是小分子结构,因此难以形成理想的双连续互穿网络形态,如聚合物薄膜。供体结晶太强将导致供体和受体的严重混合,而太弱则不利于供体分子之间紧密的π-π积累,从而降低了电荷转移。因此,在全小分子电池中难以控制的相形态导致其光电转换效率保持在较低水平。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所的葛自宜研究小组报道了一种非富勒烯全小分子有机太阳能电池,其光电转换效率为13.34%,是全小分子有机中效率最高的。到目前为止,已有太阳能电池报道。一。研究发现,使用双氟原子修饰基于苯并二噻吩(BDT)单元的小分子供体的侧基可以有效地提高器件电压,降低分子结晶度并改善相分离形态。同时,氟原子的引入可以促进分子之间更紧密的π-π堆叠,从而大大提高了器件的效率。该研究进一步系统地分析了不同取代位置和数量的氟化对器件性能和分子堆积的影响。发现单氟取代对小分子的π-π堆积几乎没有影响,这主要是通过降低分子的HOMO能级。改善设备性能。通过BDT连接的上下噻吩侧基的双氟化有利于FH非价键力的形成,分子扭转角最小,材料的共轭面堆积最有利于获得最高的光电转换效率。目前,太阳能还没有被人类更好地利用。这需要科研人员不断努力,以开发出更高效的产品,以确保我们的人力资源足以促进人类发展。