Synthesis, Self-Assembly, and Solar Cell Performance of N-Annulated Perylene Diimide Non-Fullerene Acceptors
Notice bibliographique
Résumé
The synthesis, characterization, and photovoltaic performance of a series of N-annulated PDI materials is presented. Four novel N-annulated PDI compounds are reported, each of which can be synthesized in gram scale without the need for purification using column chromatography. N-Annulation of the PDI chromophore results in a decrease in electron affinity and lowering of the ionization potential, and renders the chromophore insoluble in organic solvents. Installation of an alkyl group improves the solubility. Single crystal X-ray analysis reveals a bowing of the aromatic backbone and compression of phenyl rings adjacent to the N atom. A brominated N-annulated PDI derivate represents a valuable synthon for creating novel multi-PDI chromophore materials. To demonstrate the utility of the new synthon for making electron transporting materials, a dimerization strategy was employed to create a dimeric PDI material. The PDI dimer has excellent solubility and film forming ability along with energetically deep HOMO and LUMO energy levels. X-ray crystal structure analysis reveals that, despite the isotropic nature of the molecule, only 1-D charge transport pathways are formed. Solar cells based on the new PDI dimer with the standard donor polymer PTB7 gave a high power conversion efficiency of 2.21% for this system. Through N -alkyl chain modification this PCE was increased to 3.13%. Further increases in PCE to 5.54% and 7.55% were achieved by using the more advanced donor polymers PTB7-Th and P3TEA, respectively. The simple yet high performance devices coupled with the highly modular and scalable “acceptor” synthesis make fullerene-free organic solar cells an attractive and cost-effective clean energy technology.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».