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GOGO体育appAM:用固态核磁共振谱等剖析有机太阳

发布时间:2021-12-21 18:41点击数: 编辑:admin

  GOGO体育Y系列非富勒烯受体(NFAs)的问世促使有机太阳能电池(OSCs)的光电转换服从(PCE)超越18%。自从引入这些高机能NFAs以来,人们支出了许多勤奋来理解其杰出机能背地的缘故原由。固然今朝有多少项研讨肯定了此中枢纽的光电特征,但对机能大幅变革的份子程度来源知之甚少。另外一方面,怎样准确掌握BHJ形状的构成历程不断难以完成以及猜测。

  今朝人们也操纵了多少种十分先辈的手艺来详尽研讨BHJ OSCs的形状以及取向,比方掠入射广角X射线散射(GIWAXS)、共振软X射线散射(RSoXS)、扫描以及透射电子显微镜(SEM以及TEM)等。但是,这些手艺中都短少剖析薄膜中给体以及受体份子之间以及外部原子标准互相感化差别的才能。不外,使人欣喜的是,固态核磁共振(ssNMR)光谱能够很好地实现这一需要,而且当其与X射线散射以及建模手艺分离利用时,ssNMR能够辨认有机半导体中或BHJ共混物中特定的原子标准形状。虽然这类手艺组合拥有很高的分辩率,但它却很少被使用于基于NFAs的OSCs的表征当中,次要是难以注释核磁共振旌旗灯号,由于这些旌旗灯号是由化学上类似的给受体构造单位以及与BHJ相干的较洪水平的无序酿成的

  克日,美国加州大学圣巴巴拉分校Thuc-Quyen Nguyen、法国里尔大学Manjunatha Reddy等人研讨团队提出一种新的尝试办法,患上以从原子程度深化理解基于PM6:Y6 的器件的构造-加工-机能干系。研讨职员分离ssNMR、结晶学建模以及份子动力学(MD)模仿,进一步阐清楚明了掌握Y6薄膜体形状的枢纽构造导向。详细而言,他们经由过程差别核磁(1H、13C以及19F)的1D以及2D ssNMR谱阐发纯真质料以及BHJ共混物中的亚纳米构造以及份子间互相感化。成果显现,PM6在纯膜以及共混膜中表示出不异的形状,但是Y6却在纯膜以及由差别溶剂中处置的共混膜中表示出差别的形状特性,这一点与先前的报导相符合。

  研讨发明,溶剂的挑选对Y6端基以及侧链之间发生的固态互相感化有很大影响,不管是在统一份子内仍是来自相邻Y6份子,这些差别的互相感化表如今共混物之间的形状差别。成果显现,在三种差别溶剂氯仿、氯苯以及邻二甲苯中制备的PM6:Y6器件的PCE范畴为9.7%至15.0%。这些成果也从侧面阐明了在开辟新型Y6衍生物受体质料时,应偏重于加强份子端基/侧链互相感化,以加强Y6构造域的立体性以及分歧性,从而终极进步机能。