SCMs|基于苯并三氮唑π-桥单元协同高效率和低能量损失的全小分子有机太阳电池

降低电压损失（V_loss）是有机光伏电池未来商业化应用面临的关键挑战之一。V_loss一般由活性层材料的光学带隙和器件的开路电压（V_oc）之差定义，而V_oc则由给受体之间的最低未占据分子轨（LUMO）和最高占据分子轨道（HOMO）之间的能级差决定。

近日，中国科学院大学孟磊研究员、张占军教授，中国科学院化学研究所章津源博士和浙江师范大学邱贝贝博士等人在Science China Materials发表研究论文，通过引入苯并三唑(BTz)π-桥单元，利用末端调控策略合成了两种A-π-D-π-A型小分子给体SM-BTz-1和SM-BTz-2。

本文要点：

1) BTz π-桥单位显著降低了小分子给体的HOMO能级，使其具有较高的V_oc和载流子迁移率，实现了高效率与低能量损失（小于0.5 eV）之间的平衡。

2) 以SM-BTz-2为给体，Y6为受体的全小分子有机太阳能电池V_oc为0.91 V，短路电流密度（J_sc）为22.8 mA cm^-2，填充因子为68%，能量转化效率为14.12%。

该工作进一步说明了苯并三唑π-桥单元是提高载流子迁移率，降低能量损失的有效构建单元。

文章信息

Guo J., Hu K., Qiu B., et al.Synergistic high efficiency and low energy loss of all-small-molecule organic solar cells based on benzotriazole-based π-bridge unit. Sci. China Mater. (2022).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2172-6

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