Influence of the –CN substitution position on the performance of dicyanodistyrylbenzene-based polymer solar cells

文献情報

出版日 2020-01-17
DOI 10.1039/C9PY01781J
インパクトファクター 5.582
著者

Baitian He, Qingwu Yin, Boming Xie, Jie Zhang, Ruihao Xie, Zhicheng Hu, Xiaobin Peng, Fei Huang, Yong Cao


原文を見る

要旨

Molecular engineering of polymer donors is imperative to improve the photovoltaic performance of polymer solar cells (PSCs). Here, we report that the substitution position of the –CN group in dicyanodistyrylbenzene (DCB) moiety-based copolymers greatly affected the molecular packing and photovoltaic performance of PSCs. Four novel copolymers based on DCB units as electron donors and 5,6-difluorobenzo[c][1,2,5]thiadiazole (DFBT) or naphtho[1,2-c:5,6-c′]bis[1,2,5]thiadiazole (NT) units as electron acceptors were designed and synthesized to investigate the effects of altering the –CN substitution position. Density functional theory (DFT) calculations showed that the P-o-derivative copolymers, i.e., those with outer substitution positions, possessed a more planar conjugated backbone than the P-i-derivative copolymers, i.e., those with inner substitution positions, which enhanced the absorption coefficient and provided higher charge mobility. Moreover, two-dimensional (2D) grazing incidence wide-angle X-ray scattering (GIWAXS) patterns showed clearly that the P-o-derivative blends exhibited strong face-on π–π stacking. This ordered polymer packing facilitated charge transport in the vertical direction. In contrast, the P-i-derivative blends were prone to edge-on lamellar stacking. Combining each copolymer with a small molecular acceptor (ITIC-4F), an optimum power conversion efficiency (PCE) of 10% was achieved for the P-o-derivative blend devices, whereas the devices based on the P-i-derivative copolymers exhibited a PCE of only 6.67%. Our comparative research indicates that changing the functional group substitution position could affect molecular packing and molecular properties. This approach provides a path toward the molecular design of more materials for high-performance PSCs.

関連文献

The fluorescent biomarkers for lipid droplets with quinolone-coumarin unit

Yuan Chen, Xue-Rui Wei, Ru Sun, Yu-Jie Xu

2018-09-27 Paper

DOI: 10.1039/C8OB02047G

Back cover

Cover

DOI: 10.1039/C8OB90158A

Resolution of the non-steady-state kinetics of the elimination of HBr from 2-(p-nitrophenyl)ethyl bromide in alcohol/alkoxide media

Kishan L. Handoo, Yun Lu, Yixing Zhao, Vernon D. Parker

2002-11-21 Communication

DOI: 10.1039/B208634D

Cyclic arylopeptoid oligomers: synthesis and conformational propensities of peptide-mimetic aromatic macrocycles

Masahide Hayakawa, Ayaka Ohsawa, Kumi Takeda, Ryo Torii, Yoshiaki Kitamura, Hiroshi Katagiri

2018-09-10 Paper

DOI: 10.1039/C8OB01962B

Preparation and use as spin trapping agents of new ester-nitrones

Ahmad Allouch, Valérie Roubaud, Robert Lauricella, Jean-Claude Bouteiller, Béatrice Tuccio

2003-01-07 Paper

DOI: 10.1039/B210035E

Development of β-keto 1,3-dithianes as versatile intermediates for organic synthesis

Matthew J. Gaunt, Helen F. Sneddon, Peter R. Hewitt, Paolo Orsini, David F. Hook, Steven V. Ley.

2002-12-03 Communication

DOI: 10.1039/B208982C

Synthesis of stereochemically-biased spiropyrans by microwave-promoted, one-pot alkylation–condensation

Alexis Perry, Kane Davis, Lara West

2018-09-21 Paper

DOI: 10.1039/C8OB01996G

Total synthesis, structural revision and biological evaluation of γ-elemene-type sesquiterpenes

Changchun Yuan, Shangyong Zhong, Xingyi Li, Yanhong Wang, Miao-Miao Xun, Yunli Bai, Kongkai Zhu

2018-10-03 Paper

DOI: 10.1039/C8OB02005A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸とは何ですか?

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸は、CAS番号849818-58-2の化合物です。これは6位に三氟甲基が置換された2-quinolinecarboxylic酸と呼ばれ...

849818-58-26-(Trifluoromethyl)-...
化合物よくある質問

tert-butyl 4-ヒドロキシ-4-メチルázepane-1-カーボキセイランを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

この化合物の廃棄物は、適切な容器で密封し、避光し、低温かつ乾燥した環境で保管してください。処理には専門の廃棄処理会社のサービスを活用するか、地元の環境保護法に従...

878631-04-02-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

TIPAを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

TIPAは揮発性が低く、毒性は低いですが、操作中の注意が必要です。PPE(個人防護具)を着用し、ドラフトチャンバー内で取り扱い、漏洩した場合は即座にSDS(安全...

化合物よくある質問

間三氟甲基苯乙酸甲酯の主な用途は何ですか?

間三氟甲基苯乙酸甲酯は主に合成化学において使用され、薬物合成の前駆体として利用されます。

62451-84-7Methyl 2-(3-(trifluo...
化合物よくある質問

3-甲硫基苯硼酸频呐酯とは何ですか?

3-甲硫基苯硼酸频呐酯は、CAS番号710348-63-3の化合物で、化学式はC14H19BO2Sです。これは2-[3-(メチルサルファニル)フェニル]-4,4...

710348-63-34,4,5,5-Tetramethyl-...
化合物よくある質問

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ですか?

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ではありません。吸入、皮膚接触、目接触は避けてください。稀な過剰反応やアレルギー反応がある可能性があります。適...

105669-53-2N-[2-(Dimethylamino)...
化合物よくある質問

甲基丙烯酸甲瓦龙酸内酯とは何ですか?

CAS番号177080-66-9の化合物、4-メチル-2-オキトテトラヒドロ-2H-ピラノ-4-イルメタクリレートは、甲基丙烯酸の一種です。この化合物は透明な液...

177080-66-94-Methyl-2-oxotetrah...
化合物よくある質問

2-メチルフェンチアルデヒドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-メチルフェンチアルデヒドは易燃物質であり、火気の使用や高温に注意が必要です。PPE(個人保護具)として、ゴーグルや手袋を使用し、ドラフトチャンバーを使用して...

51234-09-42-Methylveratraldehy...
化合物よくある質問

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶はどの業界で使用されていますか?

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶は医薬品産業で広く使用されており、抗真菌薬や抗ウイルス薬の前駆体として機能します。また、高次元材料やセンサー技術の分野でも応用されて...

6693-08-92,4,6-Trichloro-5-fl...
化合物よくある質問

(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸とは何ですか?

CAS番号57084-73-8の(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸は、特定の構造を持つ無機化合物で、主に医薬品や...

57084-73-8(S)-2-((tert-Butoxyc...

掲載誌

Polymer Chemistry

Polymer Chemistry
CiteScore: 8.6
自己引用率: 7.3%
年間論文数: 457

Polymer Chemistry welcomes submissions in all areas of polymer science that have a strong focus on macromolecular chemistry. Manuscripts may cover a broad range of fields, yet no direct application focus is required.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。