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化學所&北科大Joule：通過自組裝空穴傳輸分子實現效率為19.3%的高性能有機太陽能電池！

發表時間：2024-04-18 14:54

研究團隊合成了BPC-M、BPC-Ph和BPC-F自組裝空穴傳輸分子
基于自組裝沉積，有機太陽能電池獲得了19.3%的優異功率轉換效率
自組裝效率取決于熱力學和分子間相互作用的平衡

主要內容

有機太陽能電池(OSCs)的商業化包括克服與設備制造技術的效率、穩定性、成本和復雜性相關的障礙，其中制造電荷傳輸和光活性層的精細順序沉積(SD)工藝是一個關鍵挑戰。

在這篇文章中，中科院化學所侯劍輝和北京科技大學張少青等人合成了一系列自組裝空穴傳輸分子，即BPC-M, BPC-Ph和BPC-F，以研究自組裝沉積(SAD)機制，合成分子在SAD處理的電池中表現出顯著的光伏性能變化。值得注意的是，BPC-M在SAD處理的PBDB-TF:eC9電池中實現了19.3%的優異功率轉換效率。然而，加入BPC-F的電池表現出明顯的性能下降。結果表明，由表面自由驅動的熱力學與分子間相互作用是決定自組裝效率的關鍵，這決定了自組裝層和活性層中殘留分子的質量。這項研究簡化了有機太陽能電池結構的制造，為有機太陽能電池結構的產業化提供了一條有前景的途徑。