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效率超过7.5%的全小分子非富勒烯太阳能电池

来源: X-MOL 2017-07-05 14:14:37

有机太阳能电池领域已经发展了二十多年，现在无论是材料还是器件都有了巨大的突破。但是，多数太阳能电池还是使用基于富勒烯衍生物作为受体材料，富勒烯衍生物具有良好的电子传输性能，但也有一些无法回避的缺陷，例如提纯成本高、可见光吸收弱、调节能级较难、稳定性较差等。非富勒烯受体材料具有优秀的性质，例如在可见光及近红外区有较强的吸收、能级容易调节、合成及提纯成本低等，开发新型非富勒烯受体材料至关重要。

基于聚合物给体的非富勒烯太阳能电池效率发展非常快，至今为止非富勒烯的单层电池光电转换效率（PCE）已经突破13%。但是聚合物给体材料却也有明显的缺陷，例如分子量分布的批次差异。小分子材料与聚合物比较具有更明显的优势，其化学结构确定，吸收光谱及能级容易调节，结晶性质可控，无批次差异。但是目前基于非富勒烯受体的小分子太阳能电池的光电转换效率还较低。基于吡咯并吡咯二酮（DPP）的半导体材料一直被认为是有希望的给体材料。DPP单元具有出色的性能，尤其是高电子迁移率、高光化学稳定性、强吸光性，而且容易模块化合成。之前报道了几个基于DPP的受体材料，由于LOMO较浅，其效率较低，只有5%左右。

材料学

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