图3. 光伏性能测试
(a) 在5G光源(100 mW cm-2)照射下的J-V曲线;
(b) PM7:IT-4F共混制备的PSCs的EQE曲线;
(c) PM7:IT-4F共混制备的PSCs活性层厚度与PCE的关系趋势图;
(d) Jph vs Veff;
(e) PM7:IT-4F共混制备的PSCs中Voc随光强的变化;
(f) PM7:IT-4F共混制备的PSCs中Jph随光强的变化;
图4. 二维GIWAXS表征
(a)纯聚合物及相关共混膜的二维GIWAXS剖面及相应的( b ) IP和( c ) OOP线切;
(d)共混膜的RSoXS散射分布。
【总结】
研究人员设计合成了基于一种新的含氯的BDT-2Cl给体单元的聚合物PM7,并将其作为给体应用于非富勒烯有机太阳能电池。与传统的分子主链上带有氯取代基的氯化聚合物不同,PM7在聚合物共轭侧链上氯化,有利于减弱Cl原子在聚合物主链上的空间位阻效应。与PBDB-T相比,PM7具有较低的HOMO能级、较高的吸收系数、较强的结晶性和较高的载流子迁移率。此外,基于PM7: IT-4F的甲苯作溶剂的光伏器件得到了Voc为0.88 V、Jsc为20.9 mA·cm - 2和FF为71.1 %的情况下,PCE高达13.1 %,而基于PBDB - T : IT - 4F的PSC仅获得5.3 %的PCE。13.1 %的PCE是迄今为止报道的非卤溶剂制备的光伏器件的最高值之一。结果表明,氯代是设计高性能聚合物光伏材料的一种简单、廉价、有效的策略。