2つのドナーポリマーに基づいた三元混合の大量ヘテロ結合太陽電池のオープン回路電圧の組成的依存性

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,太陽光発電です.

背景:

• 大量ヘテロジャンクション (BHJ) 太陽電池は,有機電子学の重要な分野です.
• テナリブレンドは,バイナリブレンドよりもパフォーマンスを向上させる可能性を秘めています.
• 調節ポリマー組成は,BHJ太陽電池の効率を最適化するために不可欠です.

研究 の 目的:

• 2つのP3HTアナログとPC(61) BM.BMを使用した三重混合BHJ太陽電池の性能を調査する.
• V (oc), J (sc), FFなどのデバイスパラメータに対する異なるコンポーネント比の影響を理解する.
• 効率的な有機太陽光発電のための三元混合物の有効性を実証する.

主な方法:

• 三元混合BHJ太陽電池の製造には,ドナーとしてポリ(3-ヘキシルチオフェン-コ-3-(2-エチルヘキシルチオフェン) (P3HT(75) -コ-EHT(25) とドナーとしてポリ(3-ヘキシルチオフェン-チオフェン-ディケトピロロピロロール) (P3HTT-DPP-10%) と受容体としてフェニル-C(61) -バター酸メチルエステル (PC61) (BM) の割合が異なります.
• 各ポリマー:ポリマー比の総ポリマー:フルレレン比の最適化.
• デバイスの性能の特徴は,オープン回路の電圧 (Voc),ショート回路の電流密度 (Jsc),充填率 (FF),電力変換効率 (PCE) を含む.
• 外部量子効率 (EQE) 測定は,補完的なポリマー吸収を検証するために行われます.

主要な成果:

• オープン回路電圧 (V(oc)) は,比率を最適化すると,P3HT(75) -co-EHT(25) 含有量に対する線形依存を示した.
• 三元混合物の短路電流密度 (J(sc)) は,補完吸収により二元混合物の短路電流密度を超えました.
• 0.59以上の高い充填因数 (FF) が一貫して達成され,充電キャリアの移動性が向上したためです.
• 電力変換効率は,三元混合液で最大5.51%に達し,二元混合液 (3.16%および5.07%) を上回った.

結論:

• 最適化された三元混合は,高性能有機光伏の一般的かつ効果的な戦略を提供します.
• テルナリーブレンドの組成は,V{\oc}と強化されたJ{\sc}の規則的な変動を達成するためにチューニングすることができます.
• この発見は,単一の活性層のステップで処理された効率的な有機太陽電池のための三元混合物の使用を支持しています.