ポリチオフェン:フルレンの太陽電池の熱安定性を向上させ,効果的なポリマー地域規則性を低下させる
Kevin Sivula1, Christine K Luscombe, Barry C Thompson
1Departments of Chemistry and Chemical Engineering, University of California-Berkeley, 718 Latimer Hall, Berkeley, CA 94720-1460, USA.
Journal of the American Chemical Society
|October 26, 2006
まとめ
コモノマーをポリ3-ヘキシルチオフェン (P3HT) に導入することで,その地域規則性を調整することができます. 地域規則性が低いP3HT (>91%) は,PCBMを使用したより熱的に安定したポリマー太陽電池を生み出し,電子特性を維持します.
科学分野:
- オーガニック・エレクトロニクス
- ポリマー化学 ポリマー化学
- マテリアルサイエンス 材料科学
背景:
- ポリ・3-ヘキシルチオフェン (P3HT) の地域規則性は,有機電子におけるその電子特性および性能に大きな影響を及ぼします.
- 地域規則性の高いP3HT (>96%) は,大量ヘテロジャンクション (BHJ) ソーラーセルにおける最適な電荷輸送のために通常望ましい.
- BHJ形態の熱安定性は,デバイスの長寿にとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- P3HTの実際の地域規則性を調整するための簡単な方法を開発する.
- 修正されたP3HTの地域規則性のBHJの形態学と太陽光発電の性能に対する影響を調査する.
- BHJの熱安定性を比較するには,異なるP3HTの地域規則性との混合を比較します.
主な方法:
- 3,4-ジエキシルチオフェンをコモンモナーとして組み込むことにより,異なる領域の規則性を持つP3HTを合成する.
- P3HTとフルレンの誘導体PCBMを用いた大量ヘテロ結合太陽電池の製造.
- ナノ構造と相分離に敏感な技術を使用してBHJ形態の分析.
- デバイステストとアニリング研究を通じて,光伏の性能と熱安定性を評価する.
主要な成果:
- 3,4-ジエキシルチオフェンを導入することによって,P3HTの地域規則性を効果的に調整する方法を確立しました.
- 91%の地域規則性を有するP3HTは, >96%の地域規則性を有するP3HTと同等の電子特性を示した.
- 91%の地域規則性P3HTを含むBHJブレンドは, PCBMと相互浸透するネットワークの熱安定性の向上を示した.
- 地域規則性の低下にもかかわらず,太陽光発電の性能は維持されました.
結論:
- コモノマー組み込みによるP3HTの地域規則性を調整することは,BHJの形態学的安定性を高めるための実行可能な戦略です.
- 地域規則性の低いP3HT (約91%) は,電子性能を犠牲にすることなく,より堅牢な有機太陽電池デバイスにつながる可能性があります.
- このアプローチは,ポリマーベースの太陽光発電の長期的な運用安定性を向上させるための経路を提供します.
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