混合動力汽車車載充電機充電蓄電池構建強吸收窄帶隙聚合物受體

【布景介紹】

可溶液加工的共軛聚合物因為其在新一代低成本，柔性和印刷電子產品中的潛在運用而引起了廣泛的關注。全聚合物太陽能混合動力汽車車載充電機充電蓄電池（all-PSCs）為柔性器材的運用供給了一起的形態穩定性，但缺乏高性能聚合物受體使其功率變換功率（PCE）低于依據富勒烯衍生物或有機小分子受體的PSCs的功率。規劃組成強吸收窄帶隙聚合物受體是進步全聚合物太陽能混合動力汽車車載充電機充電蓄電池光電變換功率的要害。

【效果簡介】

近來，中國科學院化學研究所李永舫院士和張志國副研究員（一起通訊）等人展現了將具有受體-給體-受體（A-D-A）結構的強吸收窄帶隙小分子受體結構單元、通過與噻吩單元共聚組成高性能聚合物受體PZ1的戰略。PZ1具有1.55eV的窄帶隙和高吸收系數（1.3×105cm-1）的寬吸收。運用寬帶隙聚合物PBDB-T作為給體和PZ1為受體的全聚合物PSCs具有9.19%的高PCE，這是全聚合物PSCs功率目前的最高值。別的作者將光誘導力顯微鏡-納米紅外光譜技能（PIFM）初次用于全聚合物太陽能混合動力汽車車載充電機充電蓄電池的描摹觀測中，這種技能可以依據給受體的官能團的不同，從納米標準闡釋活性層描摹與器材性能的相關，為PSCs描摹優化供給了輔導。相關效果以題為“ConstructingaStronglyAbsorbingLow-BandgapPolymerAcceptorforHigh-PerformanceAll-PolymerSolarCells”發表在了AngewandteChemieInternationalEdition上。

【圖文導讀】

圖用于全聚合物PSCs的有代表性聚合物受體以及聚合物受體PZ1和聚合物給體PBDB-T的分子結構

吸收光譜和循環伏安圖

（a）PZ1（紅線）和IDIC-C16（藍線）的溶液和膜吸收光譜

（b）PZ1（紅線）和IDIC-C16（藍線）的循環伏安圖

全聚合物太陽能混合動力汽車車載充電機充電蓄電池的J-V曲線及IPCE譜

（a）在AM1.5G，100mW/cm2的光照下，依據PBDB-T：受體（1.5:1，w/w）的全聚合物PSCs的J-V曲線

（b）相應PSCs的IPCE隨波長的變化曲線。

光誘導力顯微鏡-納米紅外光譜（PIFM）圖畫和掠入射小角X射線散射（GIWAXS）圖畫

（a，b）在1649cm-1處檢測PBDB-T和1700cm-1處檢測PZ1的（a）未經優化處理和（b）優化處理的PBDB-T：PZ1混合膜的PIFM圖畫

（c，d）（c）未經優化處理和（d）優化處理的PBDB-T：PZ1混合膜的GIWAXS圖畫

【小結】

該團隊規劃并組成了以A-D-A結構強吸收窄帶隙小分子受體為構筑單元的新型π-共軛聚合物受體PZ1，該聚合物以n-型有機半導體IDIC-C16作為要害結構單元和噻吩作為π橋。新的聚合戰略保留了小分子受體的強吸收（吸收系數到達1.3×105cm-1）、并有效延伸了其π共軛使吸收光譜紅移以取得更好的光吸收。這種聚合戰略的成功為全聚合物PSCs開發高效的聚合物受體供給了新的途徑。

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