武汉大学闵杰团队EES：一种简便合成的高效有机太阳能电池聚合物给体

前言回顾

材料成本是光伏技术的金三角要素之一，要实现有机太阳能电池（OSCs）的商业应用，还需要付出更多的努力。因此，开发简单型低成本效益高的聚合物给体（PDs）正成为一种越来越可行的策略。在OSCs研究的早期阶段，TPD作为一种弱缺电子单元受到了广泛的研究关注，并在构建D-A共聚物给体方面取得了极大进展。然而，以TT-TPD-TT为A单元的相应PDs最高PCE仅为15.63%，这比迄今为止报道的其它高性能PDs体系低得多。此外，DT-TPD-Br的合成步骤多达11步，总产率为2%，这种复杂的合成步骤不利于低成本制备OSCs。然而，与DT-TPD-Br相比，上述TT-TPD-TT单元具有更大的合成复杂性和更低的目标产率。

图1. 新型给体分子合成路线

文献简介

基于上述的挑战，近日，武汉大学闵杰教授团队结合有机化学前沿首次优化开发了基于DT-TPD-Br给电子单元衍生物的新合成路线，共分3步合成，总收率为31%，并将其与BDT-T衍生物聚合成两种新型PD材料，PTTB-H和PTTB-F，其中与PTTB-H相比，PTTB-F的BDT-T单元含有氟原子。PTTB-H和PTTB-F都表现出相似的光学性质，但PTTB-F表现出更低的HOMO能级和更强的聚集行为。结果显示，基于PTTB-F:L8-BO的器件实现了18.06%的高PCE，这远高于基于PTTB-H:L8-BO器件PCE=13.34%。更重要的是，PTTB-F对各种受体材料显示出良好的通用性，包括小分子受体和聚合物受体。这些结果说明，TPD骨架衍生物在构建高性能聚合物给体方面所具有的极大潜力。

图2. 两种器件的光伏性能比较

图3. PTTB-F的应用通用性

文献总结

综上，该工作利用更简单的方法合成了具有更高光伏性能的给体材料，为未来OSCs的商业化生产带来了新机遇。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》上，题为“A Facile Synthetic Approach Based on Thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione to Construct Polymer Donors for Highly Efficient Organic Solar Cells”。

本文关键词：有机太阳能电池，聚合物给体，低成本，分子改造。

材料推荐


PM6 1802013-83-7	Y6 2304444-49-1

L8-BO 2668341-40-8	BTP-BO-4Cl 2414918-25-3

*文中所涉及部分材料知研均有销售，详情请联系客服。

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