最近、中国科学院青島バイオエネルギー・バイオプロセス技術研究所のBao Xichang教授率いるチームは、新規マルチアームオリゴマーアクセプターの研究で大きな進歩を遂げた。彼らは、3BYと3QYという2種類のマルチアームオリゴマーアクセプターを開発し、非共役コアユニットの剛性と柔軟性を調整することで、周囲の機能性アームの構成と凝集状態を制御し、太陽光発電効率と発電効率を向上させました。有機太陽電池の安定性。
従来の剛直なπ共役コアとは異なり、この研究で使用された非共役構造は材料に高い柔軟性と適応性を与え、オリゴマーの構成と凝集挙動に対するコアユニットの制約を軽減します。さらに、この研究では、非共役中心における多次元の非共有結合性分子相互作用が導入され、分子間スタッキングとアクセプターの混合ダイナミクスのより洗練された最適化が可能になりました。この研究では、ドナーとしてポリマー PM6 を使用した場合、3QY ベースの太陽電池は 19.27% の電力変換効率 (PCE) (信頼できる検証効率は 18.80%) を達成し、3BY ベースのデバイスを上回る性能を示したことが示されました。これは、これまでに報告されたオリゴマーアクセプターの中で最も高い効率です。さらに重要なことは、新しいオリゴマーの分子サイズが大きいため、ガラス転移温度が大幅に上昇し、デバイス動作中の分子拡散速度が抑制され、光起電力デバイスの安定性が向上したことです。 80 度の連続加熱下で、PM6:3QY 太陽電池の T80% 寿命は 3000 時間を超えました。
この研究は、マルチアーム オリゴマー アクセプターの固有の構造と性能の関係を明らかにし、非共役コアに基づくオリゴマー アクセプターの新しい設計戦略を提案しました。これは、高効率で安定した有機太陽電池の開発に新たな洞察を提供します。
関連する研究結果は『Energy & Environmental Science』誌に掲載されました。この研究は、国立自然科学財団、中国科学院若手イノベーション推進協会、中国博士研究員科学財団、山東省博士研究員イノベーション人材支援プログラムなどの支援を受けた。