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高効率のポリマー太陽電池のための平面コポリマー.

Ruiping Qin1, Weiwei Li, Cuihong Li

  • 1Institute of Chemistry CAS, Beijing 100190, China, Department of Physics, Chemistry and Biology, Linköping University, Sweden.

Journal of the American Chemical Society
|October 1, 2009
PubMed
まとめ

高効率のポリマー太陽電池は,新しい交替コポリマーHXS-1を使用して開発されました. このドナー材料は,大量ヘテロジュンクション装置で5.4%の電力変換効率 (PCE) を達成しました.

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科学分野:

  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • オーガニック・エレクトロニクス
  • フォトボルトイカは,太陽光発電

背景:

  • 効率的なドナー材料の開発は,ポリマー太陽電池 (PSC) 技術の進歩に不可欠です.
  • オーガニック半導体は,低コストで柔軟で広範囲にわたる太陽エネルギー変換の可能性を秘めています.

研究 の 目的:

  • 高効率のポリマー太陽電池のドナー材料として使用するために,新しい交替コポリマー,HXS-1を設計し,合成する.
  • 大量ヘテロ結合 (BHJ) の太陽電池におけるHXS-1の性能を調査する.

主な方法:

  • 交互のコポリマーであるポリー ((2- ((5- ((5,6-ビス ((オクチロキシ) -4- ((チオフェン-2-イル) ベンゾ[c][1,2,5]チアジアゾル-7-イル) チオフェン-2-イル) -9-オクチル-9H-カルバゾール (HXS-1) の合成.
  • X線微分法 (XRD) を用いたポリマーの固体包装の特徴化.
  • BHJの太陽電池の製造と試験は,HXS-1をドナー材料として使用し,PC71BM受容体とペアリングし,特定の溶媒混合物からスピンコーティングされています.

主要な成果:

  • 合成されたポリマー,HXS-1は,XRDによって確認されたように,固体状態でポリマー鎖の緊密なパッケージを展示しました.
  • HXS-1で製造されたBHJの太陽電池は,短路電流密度 (Jsc) 9.6mA/cm(2),開路電圧 (Voc) 0.81V,充填因数 (FF) 0.69.6を達成しました.
  • 電力変換効率 (PCE) は,標準的なAM 1.5G照射下で5.4%に達しました.

結論:

  • 新型交替コポリマーHXS-1は,高効率のポリマー太陽電池のための有望なドナー材料です.
  • 特定の分子設計と加工条件は,観測されたデバイスの性能に貢献します.
  • さらに最適化すれば,有機光伏装置の効率がさらに高くなる可能性があります.