201511太陽(yáng)能受體材料

1、受體材料讀書報(bào)告 受體材料讀書報(bào)告體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池有低成本、輕質(zhì)、柔性和可溶液加工的特點(diǎn)。近些年通 過開發(fā)高空穴遷移率、協(xié)調(diào)的能級(jí)結(jié)構(gòu)和良好波譜吸收的給體材料，單層和疊層 太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率均達(dá)到10%。在體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池中受體材料與給體 材料有著一樣的重要性，然而受體材料的研究遠(yuǎn)落后于給體材料。目前富勒烯及 其衍生物因其在混合膜中高電子遷移率、良好的電子捕捉能力和各向同性的電荷 傳輸性能被廣泛作為受體材料應(yīng)用。但富勒烯及其衍生

2、物低的可見光吸收能力、 局限的能級(jí)結(jié)構(gòu)和制作純化的高成本一定程度上制約了以富勒烯為受體材料的 體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池發(fā)展。而非富勒烯受體材料分子結(jié)構(gòu)容易設(shè)計(jì)修飾，可以調(diào) 節(jié)能級(jí)結(jié)構(gòu)和提高自身電子遷移率，因此進(jìn)一步發(fā)展非富勒烯受體材料仍有必 要。1.1調(diào)節(jié)受體分子側(cè)基 調(diào)節(jié)受體分子側(cè)基Zhan等在2015年報(bào)道了高效非富勒烯小分子受體的結(jié)構(gòu)(見下圖)。受 體分子中三苯胺(TPA)結(jié)構(gòu)中的N原子采用的是SP3雜化，N原子上孤電子對(duì) 相當(dāng)于第四個(gè)

3、基團(tuán)，同時(shí)因?yàn)槊織l臂都具有相當(dāng)?shù)膭傂院涂臻g位阻，受體分子結(jié) 構(gòu)如圖螺旋槳結(jié)構(gòu)一般。文獻(xiàn)中以P3HT為給體材料(HOMO-4.76eV、 LUMO-2.74eV)，星型 S(TPA-DPP)為受體材料(HOMO-5.26eV、LUMO-3.26eV)， 電池的開路電壓為1.18V，短路電流2.68mA*cm-2，PCE為1.20%。其中開路電 壓高達(dá)1.18V這是因?yàn)镾(TPA-DPP)的LUMO能級(jí)與P3HT的HOMO能級(jí)差值 為1.5

4、 eV。文獻(xiàn)中采取了退火操作，退火后P3HT的結(jié)晶尺寸適當(dāng)程度增大，表 面粗糙程度增加，退火操作增加了電荷傳輸性能，IPCE明顯提高。從薄膜和溶 液中紫外-可見光吸收譜圖得出，該扭曲的螺旋槳結(jié)構(gòu)受體分子在薄膜中沒有產(chǎn) 生大的聚集狀態(tài)。文中退火操作適當(dāng)?shù)奶岣吡讼喾蛛x尺寸，從而提高了 Jsc和IPCE。題目 Low-Bandgap Small Molecules as Non-Fullerene Electron Acceptors Com