第三组份端基对有机太阳能电池性能的影响（英文）

作     者：薛佩瑶 张俊祥 辛景明 RECH Jeromy 李腾飞 孟凯鑫 王嘉宇 马伟 尤为 MARDER Seth R. 韩平畴 占肖卫 XUE Peiyao;ZHANG Junxiang;XIN Jingming;RECH Jeromy;LI Tengfei;MENG Kaixin;WANG Jiayu;MA Wei;YOU Wei;MARDER Seth R.;HAN Ray P. S.;ZHAN Xiaowei

作者机构：北京大学工学院材料科学与工程系教育部高分子化学与物理重点实验室北京100871 美国佐治亚理工大学化学与生物化学学院有机光电中心 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049 美国北卡罗来纳大学教堂山分校化学系 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2019年第35卷第3期

页      面：275-283页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(21734001,51761165023,21504066,21534003) the Department of the Navy U.S.(N00014-14-1-0580,N00014-16-1-2520) the Ministry of Science and Technology,China(2016YFA0200700) the Natural Science Foundation,U.S.(DMR-1507249,CBET-1639429)~~ 

主　　题：稠环电子受体 非富勒烯受体 有机太阳能电池 端基效应 三元共混 

摘      要：我们用宽带隙聚合物FTAZ(苯并二噻吩-二氟苯并氮三唑共聚物)作为给体,窄带隙稠环电子受体FOIC(六噻吩稠环-氟代腈基茚酮类化合物)作为受体,中带隙稠环电子受体IDT-IC (引达醒-腈基茚酮类化合物)和IDT-NC (引达醒-腈基苯并茚酮类化合物)分别作为第三组分,制备了三元共混有机太阳能电池,研究了第三组分端基对器件性能的影响。IDT-IC和IDT-NC具有相似的化学结构,仅端基不同;IDT-IC端基是苯环,而IDT-NC端基是萘环。与IDT-IC相比,IDT-NC吸收光谱红移40nm,LUMO能级下移0.11 eV,电子迁移率提高50%。基于FTAZ:FOIC,FTAZ:IDT-IC,FTAZ:IDT-NC二元共混体系的有机太阳能电池效率分别为9.73%,7.48%,7.68%。FTAZ:FOIC:IDT-IC和FTAZ:FOIC:IDT-NC三元共混器件的效率分别提升到11.2%和10.4%。对于FTAZ:FOIC:IDT-IC三元共混器件,由于IDT-IC比FOIC具有更高的LUMO能级,开路电压(V_(OC))随着IDT-IC含量的增多而增加。由于IDT-IC与FOIC吸收光谱高度互补,短路电流(J_(SC))也显著提高。第三组份IDT-IC的加入改善了薄膜形貌和载流子传输,填充因子(FF)有所提高。对于FTAZ:FOIC:IDT-NC三元共混器件,由于IDT-NC比FOIC具有更高的LUMO能级,V_(OC)随着IDT-NC含量的增多而增加;但由于IDT-NC的LUMO能级比IDT-IC的LUMO能级低,其V_(OC)比FTAZ:FOIC:IDT-IC体系低。由于FOIC和IDT-NC吸收光谱高度重叠,J_(SC)降低。第三组份IDT-NC的加入改善了薄膜形貌和载流子传输,FF提高,甚至比FTAZ:FOIC:IDT-IC体系有更好的载流子传输和FF。