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449 《自然·能源》文章,尘埃落定(求订阅)

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入一个双氟取代的苯环(B),也就是将给体材料主链的分子结构从“-T-BT-T-T-T-”变更为“-T-BT-T-B-T-T-”。

基于这个思路,他们一共开发了两种新材料,分别命名为PTFB-O和PTFB-P,前者插入的苯环上两个氟原子是邻位取代的,而后者是对位取代的。

结果表明,两种给体材料的禁带宽度均被成功的拉升到1.8电子伏特左右,和ITIC2形成互补的光吸收,以及相互匹配的HOMO/LUMO能级。

不过,基于PTFB-O和PTFB-P的电池器件性能有非常大的差异。

PTFB-O:ITIC2的体系,效率可以达到11.3%,而PTFB-P:ITIC2体系的效率仅为6.89%。

为了解释这个现象,严虎他们进行了光源GIWAXS,DFT模拟等分析手段。

和徐正宏那篇NC文章有些类似,严虎他们认为也是分子构型方面的原因。

PTFB-O稳定的构型中,两个带有侧链的噻吩单元上的侧链位于同一侧,也就是形成类似于一个“U”型的结构,这种分子结构的规整程度不高,材料的结晶性因此受到了抑制。

PTFB-P稳定的构型中,两个带有侧链的噻吩单元上的侧链位于不同侧,最终形成类似于一个“一”字型的结构,这种分子结构的规整程度很高,材料的结晶性与PCE11相当,属于高结晶性给体材料。

他们整体的故事线,大致是分子结构的细微调整,改变了分子构型,进而改变材料结晶程度,对给受体共混形貌造成影响,最终导致器件性能上的差异。

严虎的这个结论在ITIC系列,乃至IDTBR系列非富勒烯受体中,还是有一定的泛用性的,即这些非富勒烯受体材料,更加偏爱结晶性稍差的给体材料。

包括之前学姐的IEICO体系,选择便是传统的PCE10;

徐正宏的IDTBR体系,同时用了PCE10和PCE11,也是前者的性能更好一些。

除了马薇薇、徐正宏、严虎的三篇文章外,其他的工作,就没有太值得注意的了,许秋看了以后收获都不大。

现在很多课题组也开始基于ICIN端基,合成类ITIC的非富勒烯受体材料,性能好的,新意高的,或是故事讲得好听的,文章发的就好一些,反之,文章就差一些。

考虑到当下ITIC的热度,许秋便到wos网站查


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