卟啉|基于单卟啉分子的全小分子有机太阳能电池π-桥修饰实现全色吸收

卟啉小分子在有机太阳能电池中得到了广泛的应用。


然而,由于卟啉给体Soret与Q能带之间的吸收缺陷以及应用的局限性,限制了器件效率的进一步提高。


本研究的目的是弥补其固有的缺陷,并探讨光电特性与非熔接非富勒烯受体(NFA)的结合,以增加其通用性。为实现这一目标,本文设计了7个具有A-π-D-π-A构型的单卟啉分子(SM1-SM7)。


结果表明,π-桥和侧链可导致不同的分子内电荷转移方式,在Soret和Q波段之间有一个新的吸收峰,吸收范围扩展到近红外区域(高达1200 nm)。


当与NFA结合时,分子间电荷转移率和复合率(kinter-CT/kinter-CR)大于1011,有利于获得较高的短路电流(JSC)。同时,器件的开路电压(VOC)接近和/或高于1.0 V,表明JSC与VOC之间的不平衡将被打破。


最后,我们希望这项工作可以为设计潜在的全色吸收供体分子提供策略。

卟啉|基于单卟啉分子的全小分子有机太阳能电池π-桥修饰实现全色吸收

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