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窦宝林, 王馨册, 朱晓东, 等. 双酯基噻吩聚合物给体:实现负HOMO偏移的低成本有机太阳能电池[J]. 能源研究与管理, 2026,18(3):122-130.
窦宝林, 王馨册, 朱晓东, et al. 双酯基噻吩聚合物给体:实现负HOMO偏移的低成本有机太阳能电池[J]. 2026, 18(3): 122-130.
窦宝林, 王馨册, 朱晓东, 等. 双酯基噻吩聚合物给体:实现负HOMO偏移的低成本有机太阳能电池[J]. 能源研究与管理, 2026,18(3):122-130. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.03.014.
窦宝林, 王馨册, 朱晓东, et al. 双酯基噻吩聚合物给体:实现负HOMO偏移的低成本有机太阳能电池[J]. 2026, 18(3): 122-130. DOI: 10.16056/j.2096-7705.2026.03.014.
为降低有机太阳能电池(OSCs)成本,本研究设计并合成了一种基于双酯基的简单缺电子单元(2
5-双(5-溴噻唑-2-基)噻吩-3
4-二羧酸双(2-乙基己基)酯,2ETTz-2Br),并将其与易于合成的(4
8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1
2-b:4
5-b'
]
二噻吩-2
6-二基)双(三甲基锡烷)(BDT-2Sn)给体单元共聚,成功制备了一种新型的宽带隙聚合物给体材料PBTz T2E。研究表明:该聚合物具有优异的热稳定性、宽的光谱吸收范围和深的HOMO能级(-5.72 eV)。同时,分子骨架内O…S与N…S非共价键作用有效增强了主链平面性和聚集态有序性。因此,基于PBTz T2E与L8-BO共混的器件实现了0.979 V的高开路电压(V
OC
),其短路电流密度(J
SC
)和填充因子(FF)分别为12.95 m A/cm
2
和40.99%,最终获得5.20%的能量转换效率(PCE)。上述结果证实,羧酸酯与噻唑π桥的协同缺电子效应显著降低了HOMO能级,实现了近1 V高的V
,然而,给受体材料之间-0.04 eV的HOMO能级偏移削弱了电荷分离驱动力,一定程度限制了电荷高效传输。因此,通过分子工程精细调控给体-受体间的能级偏移,实现V
和J
的最优平衡,是提升器件光伏性能的关键。
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