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482 《自然》文章,初稿完成!(求订阅)

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划好了这篇《自然》文章的行文思路,一共有四张图片。

第一张图片,许秋选择常规配图,六合一的大图,包括:

L6-Cl、Y20材料的分子结构、材料的光吸收光谱、材料的荧光光谱、器件的结构、器件的J-V曲线、器件的EQE曲线。

毕竟,报道的是有机光伏器件嘛,光吸收、器件性能这些肯定都不可缺少,何况这篇工作还是以高效率为主要亮点。

具体来说,现在最佳器件的光电性能参数是:

短路电流密度26.4毫安每平方厘米,开路电压0.89伏特,填充因是0.77,光电转换效率18.11%。

这里,许秋打算延伸一下,分析为什么Y系列材料相较于ITIC系列材料的性能更佳。

从分子结构上来看,Y系列材料中引入了含多个氮原子的缺电子核,构筑了ADADA型结构,代替了原先ITIC系列材料的ADA结构。

许秋推测,造成Y系列材料性能更佳的一个重要的原因,是Y系列材料中央的A单元,提供了额外的电子输运通道,使得Y系列材料具有较高的电子迁移率,后者是经由SCLC、CELIV等手段验证过的。

同时,非常高的荧光淬灭效率,高达0.77的填充因子,也证明了当下体系内的电荷输运性能确实极佳。

另外,还有一个实验现象,就是Y系列材料的性能受到侧链调控的影响非常大,也可以提供一个佐证。

像ITIC系列ADA型分子,电子的输运通道主要在两侧的A单元,那么对主要位于D单元上的侧链进行细微的调控,对分子本身电荷输运的影响就不大。

也因此,许秋之前对ITIC系列材料的侧链调控通常都是大改,比如将苯环侧链改为烷基侧链,合成IDIC,而没有进行太多细微的调控,比如设计6、8、10个碳原子的侧链,因为这样的改变对材料的性能影响并不大。

而Y系列ADADA型分子,电子的输运通道既在两侧的A单元上,又在中央的A单元上,如果对位于D单元上的侧链进行细微的调控,也会显著影响中央A单元电荷输运的性能,进而影响整体的电荷输运性能。

最终,许秋认为ADADA型非富勒烯受体材料,可以成为一个高性能材料的范例。

其他研究者可以以此为依据,开发出其他类似结构的高电子迁移率的受体材料。

第二张图片,许秋选择了若干种具有不同HOMO/


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