高効率で安定した反転ポリマー太陽電池は,交叉結合フラーレンの材料をインターレイヤーとして統合しています
Chao-Hsiang Hsieh1, Yen-Ju Cheng, Pei-Jung Li
1Department of Applied Chemistry, National Chiao Tung University, 1001 Ta Hsueh Road Hsin-Chu, 30010 Taiwan.
Journal of the American Chemical Society
|March 13, 2010
まとめ
新しいクロスリンクされたフルレンの誘導体であるPCBSDは,溶液処理による反転型太陽電池のための堅固なインターレイヤを作成します. この材料は,デバイスの効率と安定性を高め,多層構造のインターフェイス問題を克服します.
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
- フォトヴォルタイクス (光伏) は,太陽光発電
背景:
- 安定的かつ効率的な有機太陽電池の開発は,再生可能エネルギーにとって極めて重要です.
- インターフェースエンジニアリングは,充電輸送とデバイスの長寿を改善する鍵です.
- ソリューション処理は,有機光伏装置の費用対効果の高い製造方法を提供します.
研究 の 目的:
- 有機太陽電池のインターレイヤーのための新しいクロスリンク可能なn型材料の設計と合成.
- 逆転太陽電池の性能と安定性に対するクロスリンクされたインターレイヤの影響を調査する.
- 開発された材料の多用途性を,多層の有機光伏装置で実証する.
主な方法:
- ステリル基で機能化された[6,6]-フェニル-C(61) -バチル型ステリルデンドロンエステル (PCBSD) の合成.
- 160°CでのPCBSDのインシット熱クロスリンクは,溶剤耐性薄膜を形成します.
- 全溶液加工を用いたPCBSDインターレイヤのクロスリンク付きの逆転型太陽電池装置の製造.
- 電力変換効率 (PCE) と安定性試験を含むデバイスの特徴付け.
主要な成果:
- クロスリンクされたPCBSD (C-PCBSD) のインターレイヤーは,堅固で粘着性があり,溶媒に耐性のあるフィルムを形成しました.
- C-PCBSDインターレイヤを使用した反転型太陽電池は,PCE4.4%を達成し,基準デバイス (3.5%) を上回った.
- C-PCBSDのインターレイヤーは,エクシトン解離を改善し,電荷再結合を減少させ,封じ込まないデバイスの安定性を向上させました.
- このアプローチは,異なる結合ポリマーを使用したデバイスに適用され,3.4%のPCEを達成しました.
結論:
- 合理的に設計され合成されたPCBSD素材は,有機太陽電池の安定したインターレイヤを作成するための有望な解決策を提供します.
- PCBSDのインシットクロスリンクは,多層,全溶液処理デバイスの溶剤耐性インターレイヤを達成するための簡単な方法を提供します.
- C-PCBSDのインターレイヤは,インターフェイスの性能を最適化し,バルク抵抗を軽減することにより,デバイスの性能と安定性を大幅に向上させます.
