本发明专利技术属于太阳能电池技术领域，具体公开了一种端基局部不对称小分子受体材料及其在全小分子有机太阳能电池上的应用，所述小分子受体材料的分子结构式如式(I)所示。本发明专利技术的小分子受体材料是通过受体端基局部不对称策略构建而成，具有良好的溶解性、稳定性、光电性以及可溶液加工性，可以作为全小分子有机太阳能电池的电子受体材料；相较于对称的电子受体Y6，由本发明专利技术的小分子受体材料制备得到的全小分子有机太阳能电池的光电转换效率更高。本发明专利技术在有机太阳能电池及相关光伏领域具有极大的应用潜力和价值。的应用潜力和价值。的应用潜力和价值。
【技术实现步骤摘要】
一种端基局部不对称小分子受体材料及其在全小分子有机太阳能电池上的应用
[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种端基局部不对称小分子受体材料及其在全小分子有机太阳能电池上的应用。
技术介绍
[0002]有机太阳能电池可溶液法加工，可印刷成膜。其原材料来源广泛且廉价，能大幅降低生产成本，最近几年有机太阳能电池已然成为业界研究的热点之一。有机太阳能电池发展迅速，聚合物
‑
小分子体系的效率已经超过18％，但聚合物存在缺点，比如聚合物合成难以控制，对分子量及分子聚合度非常敏感，直接影响有机太阳能电池的光电转化效率。因此，聚合物不宜进行市场化推广。
[0003]有机小分子则具备分子结构精确、纯度高、重复率高的优势，更加适合市场化推广。然而，全小分子有机太阳能电池的效率远远不足聚合物
‑
小分子体系，基于Y6的二元器件效率最高仅超过14％，主要是因为活性层相分离形貌还不够优。因此，开发新的受体材料去进一步优化相分离形貌，进而提升其光电转化效率的方法具有巨大的科学影响和现实意义。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种端基局部不对称小分子受体材料及其在全小分子有机太阳能电池上的应用，运用端基局部不对称策略，解决全小分子有机太阳能电池光电转换效率低的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种端基局部不对称小分子受体材料，其分子结构式如式(I)所示：
[0006][0007]式(I)中，X＝Cl，Br，I。
[0008]本专利技术第二方面提供一种用于光伏器件的活性层材料，所述活性层材料含有如第一方面所述的小分子受体材料。
[0009]进一步，所述活性层材料还含有电子给体材料。
[0010]进一步，所述电子给体材料包括但不限于BTR
‑
C1、BTR、BTQ中的至少一种。
[0011]进一步，所述电子给体材料为BTR
‑
C1，BTR
‑
C1的分子结构式如式(II)所示：
[0012][0013]本专利技术第三方面提供一种光伏器件，含有如第二方面所述的活性层材料。
[0014]进一步，所述光伏器件的结构依次包括：衬底、空穴传输层、包含如第二方面所述活性层材料的活性层、电子传输层及金属电极。
[0015]进一步，所述衬底包括透明玻璃和透明导电薄膜。
[0016]进一步，所述空穴传输层选自PEDOT：PSS、MoO3中的至少一种。
[0017]进一步，所述电子传输层选自Phe
‑
NaDPO、PDINO、PFBr中的至少一种。
[0018]进一步，所述空穴传输层的厚度为20
‑
40nm，具体可以为20nm、25nm、30nm、35nm、40nm。
[0019]进一步，所述电子传输层的厚度为5
‑
10nm，具体可以为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm。
[0020]进一步，所述活性层的厚度为80
‑
120nm，具体可以为80nm，90nm，100nm，110nm，120nm。
[0021]进一步，所述金属电极选自银、铝中的至少一种。
[0022]进一步，所述光伏器件为全小分子有机太阳能电池。
[0023]本专利技术中的全小分子是指活性层的给体和受体均为小分子。
[0024]本专利技术第四方面提供如第一方面所述的小分子受体材料和/或如第二方面所述的活性层材料在制备光伏器件中的应用。
[0025]进一步，所述光伏器件为全小分子有机太阳能电池。
[0026]如上所述，本专利技术的端基局部不对称小分子受体材料及其在全小分子有机太阳能电池上的应用，具有以下有益效果：
[0027]本专利技术的小分子受体材料是通过受体端基局部不对称策略构建而成，具有良好的溶解性、稳定性、光电性以及可溶液加工性，可以作为全小分子有机太阳能电池的电子受体材料；相较于对称的电子受体Y6，由本专利技术的小分子受体材料制备得到的全小分子有机太阳能电池的光电转换效率更高。本专利技术在有机太阳能电池及相关光伏领域具有极大的应用潜力和价值。
附图说明
[0028]图1为本专利技术对比例中和实施例中所使用的电子给体材料BTR
‑
C1的结构示意图。
[0029]图2为本专利技术对比例中所使用的电子受体材料Y6(BTP
‑
4F)的结构示意图。
[0030]图3为本专利技术的全分子有机太阳能电池的结构示意图。
[0031]图4为本专利技术实施例和对比例中的器件在标准测试条件下(AM1.5，100mW/cm2)的电流密度
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电压特性曲线图。
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0033]本专利技术提供了一种受体端基局部不对称策略，用于提升全分子有机太阳能电池的光电转换效率。
[0034]基于此，本专利技术提供一种端基局部不对称小分子受体材料，其分子结构式如式(I)所示：
[0035][0036]式(I)中，X＝Cl，Br，I。
[0037]本专利技术还提供一种用于光伏器件的活性层材料，含有如式(I)所示的小分子受体材料。
[0038]进一步地，所述活性层材料还含有电子给体材料，所述电子给体材料包括但不限于BTR
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Cl、IDIC、N3中的至少一种。
[0039]本专利技术还提供一种光伏器件，所述光伏器件的结构依次包括：衬底、空穴传输层、包含如上所述活性层材料的活性层、电子传输层及金属电极。
[0040]进一步地，所述衬底包括透明玻璃和透明导电薄膜。
[0041]进一步地，所述空穴传输层选自PEDOT：PSS、MoO3中的至少一种。
[0042]进一步地，所述电子传输层选自Phe
‑
NaDPO、PDINO、PFBr中的至少一种。
[0043]进一步地，所述空穴传输层的厚度为20
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40nm，具体可以为20nm、25nm、30nm、35nm、40nm。
[0044]进一步地，所述电子传输层的厚度为5
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10nm，具体可以为5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm。
[0045]进一步地，所述活性层的厚度为80
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120nm，具体可以为80nm，90nm，100nm，110nm，120nm。
[0046]进一步地，所述金属电极选自银、铝中的至少一种。
[0047]本专利技术实施例中制备的光伏器件均为全小本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种端基局部不对称小分子受体材料，其特征在于，所述小分子受体材料的分子结构式如式(I)所示：式(I)中，X＝Cl，Br，I。2.一种用于光伏器件的活性层材料，其特征在于：所述活性层材料含有如权利要求1所述的小分子受体材料。3.根据权利要求2所述的活性层材料，其特征在于：所述活性层材料还含有电子给体材料。4.根据权利要求3所述的活性层材料，其特征在于：所述电子给体材料选自BTR
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Cl、BTR、BTQ中的至少一种。5.根据权利要求4所述的活性层材料，其特征在于：所述电子给体材料为BTR
‑
Cl，BTR
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Cl的分子结构式如式(II)所示：6.一种光伏器件，其特征在于：所述光伏器件含有如权利要求2
‑
5任一项所述的活性层材料。7.根据权利要求6所述的光伏器件，其特征在于，所述光伏器件的结构依次包括：衬底、空穴传输层、包含如权利要求2
【专利技术属性】
技术研发人员：胡定琴，杨乾广，陆仕荣，肖泽云，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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