接下来,许秋遵照之前的策略,安排模拟实验人员合成包括IDIC-4F、IDIC-M、ITIC-Th-4F等在内的十数种新的非富勒烯受体材料。
他本人则在模拟实验室I中系统的研究了一下IDIC体系,利用32倍加速,对FTAZ:IDIC体系进行了包括CELIV、SCLC、GIWAXS、DFT等测试表征,毕竟这个体系之前表现出来一些不同于其他ITIC系列的独有特性。
其中,CELIV和SCLC的结果表明,IDIC的电子迁移率是ITIC的3倍左右。
GIWAXS和DFT的结果,分别在实验以及理论上证明,IDIC分子在结晶时会呈现出更加紧密的分子排布。
拿到这些表征数据后,许秋可以初步解释出现“IDIC体系可以制备厚膜器件,同时能量损失比较低,开路电压也比较高”这一实验现象的原因。
因为在有机光伏器件有效层的内部,正、负电荷是在给体、受体形成的单独聚集相区之内进行输运,当受体材料的晶区中,受体分子呈现出更加紧密的分子排布时,电子在分子间的输运将更容易进行,从而提升电子迁移率,进而降低能量损失,可以制备厚膜器件。
往前推演一步,造成IDIC分子具有更为紧密的分子排布的原因,便是侧链的改变,相较于ITIC的苯基侧链,IDIC的烷基侧链有着更小的空间位阻,更利于两个受体分子之间堆叠。
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