范昊宸,黄金华,蒋克健,宋延林,周雪琴.化学通报,2020,83(11):1007-1013.
高结晶度方酸菁染料全溶液制备平面异质结有机太阳能电池
All Solution-Processed Planar Heterojunction Organic Solar Cells Using A Highly Crystalline Squaraine Dye
投稿时间:2020-06-26  修订日期:2020-07-22
DOI:
中文关键词:  方酸菁染料  结晶性  迁移率  太阳电池
英文关键词:Squaraine dye  Crystallinity  Mobility  Solar cell
基金项目:国家自然科学基金项目(21776207,21576195)资助
作者单位E-mail
范昊宸 天津大学化工学院 天津 300350
中科院化学研究所绿色印刷实验室 北京 100190 
 
黄金华 中科院化学研究所绿色印刷实验室 北京 100190 huangjinhua@iccas.ac.cn 
蒋克健 中科院化学研究所绿色印刷实验室 北京 100190  
宋延林 中科院化学研究所绿色印刷实验室 北京 100190  
周雪琴 天津大学化工学院 天津 300350 zhouxueqin@tju.edu.cn 
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中文摘要:
      高结晶度有机半导体材料由于分子紧密堆叠,电荷迁移率高,但其在普通有机溶剂中溶解度低,溶液可加工性较差,限制了其在有机光电产品中的应用。本文设计合成了一种甲基修饰的高结晶度方酸菁类染料(DM-SQ),利用三氟乙酸溶剂溶液涂布制备DM-SQ薄膜。研究发现溶液制备的DM-SQ薄膜结晶度高,与真空沉积的DM-SQ薄膜比较,空穴迁移率更高(5.28×10-4 vs.7.53×10-5 cm2·V-1·s-1)。以DM-SQ作为给体,PC61BM作为受体,制备了平面异质结太阳能电池。溶液法制备的器件平均能量转换效率明显高于真空沉积器件(6.08±0.19%和3.56±0.22%)。
英文摘要:
      Highly crystalline organic semiconductors with close molecular stacking could hold high charge mobility but low solubility in common organic solvents, limiting their solution processability for organic optoelectronics. Herein, a methyl-decorated high-crystalline squaraine dye (DM-SQ) is synthesized, and a highly crystalline thin film is solution-deposited using trifluoroacetic acid (TFA) as solvent. The resultant film shows a higher hole mobility as compared with that of the vacuum-deposited film (5.28×10-4 vs. 7.53×10-5 cm2·V-1·s-1). With DM-SQ as donor and PC61BM (phenyl-C61-butyric acid methyl ester) as acceptor, the solution-processed planar heterojunction solar cells exhibit an average power conversion efficiency of 6.08±0.19%, higher than 3.56±0.22% for the vacuum-deposited devices.
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