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揭示非富勒烯受体结晶度对于优化三元有机太阳能中的纳米形貌和电荷转移的重要作用_高分子材料与工程外文翻译
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译文字数: 8233 字 (节选翻译) 译文格式: Doc.docx (Word) 更新时间: 2019-10-16
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揭示非富勒烯受体结晶度对于优化三元有机太阳能中的纳米形貌和电荷转移的重要作用_高分子材料与工程外文翻译

译文(字数:8233):

摘要:在三元有机太阳能电池(OSC)的优化和电荷转移动力学中作为第三组分的非富勒烯受体的结晶度在纳米形态学中具有重要作用。在此,有效的三元OSC通过引入两种具有不同结晶度的典型非富勒烯受体制备(Z)-5 - {[5-(15-){5 - [(Z)-(3-乙基-4-氧代-2-硫代-1,3-噻唑烷-5-亚基)甲基] -8-硫杂-7.9-二氮杂双环[4.3.0]壬-1(9),2,4,6-四烯-2-基} -9,9,18,18-四(2-乙基己基)-5.14-二噻吩环[10.6.0.03,10.04,8.013,17]十八-1( 12),2,4(8),6,10,13(17),15-庚-6-基)-8-硫-7.9-二氮杂双环[4.3.0]壬-1(9),2,4 ,6-四烯-2-基]亚甲基}-3-乙基-2-硫代-1,3-噻唑烷-4-酮(EH-IDTBR)或(5Z,5'Z)-5,5' -((7,7'-(4,4),9,9-四辛基-4,9-dihydro-s-indaceno [1,2-b:5,6-b']二噻吩-2,7-二基)双(苯并[c] [1,2,5]噻二唑7,4-二基))双(亚甲基亚基))双(3-乙基-2-硫代噻唑烷-4-酮)(O-IDTBR),进入主体供体/受体活性层,包括聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)和[6,6] - 苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)。结果是,两个三元系统的功率转换效率(PCE)增加了21.5%和22.7%分别实现了这一目标,这归因于增强的光捕获能力,优化的体异质结形态以及可能引入额外的级联能级对准的形成有效电荷转移的途径。虽然短路电流密度(Jsc)和填充系数(FF)都有通过调节两种三元非富勒烯受体的重量比,显着提高了这些值在系统中,基于O-IDTBR的三元OSC显示出较高的Jsc,而P3HT:EH-IDTBR:PC71BM系统显示出较高的FF值。两种三元光伏性能改善的主要区别系统可以与不同的混合形态和电荷载流子迁移率相关联。此外,纳米形态学研究表明P3HT的面层堆积相干长度为面对面取向基于EH-IDTBR和O-IDTBR的系统可分别从18.48 nm增加到20.94 nm和21.67 nm,由于O-IDTBR的结晶度比EH-IDTBR的结晶度更强,这对电荷有益沿垂直方向运输。这些结果表明选择合适的结晶非富勒烯受体可能是一种优化纳米形态以进一步实现高效三元的有效策略。

关键词:有机太阳能电池,电荷转移,非富勒烯受体


原文(PDF格式,未统计字数):

Unveiling the important role of non-fullerene acceptors crystallinity on optimizing nanomorphology and charge transfer in ternary organic solar cells

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