ディケトピロロピロロールベースのポリマー太陽電池の光電流をエネルギーレベル制御を通じて強化する
Weiwei Li1, W S Christian Roelofs, Martijn M Wienk
1Molecular Materials and Nanosystems, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600 MB Eindhoven, The Netherlands.
Journal of the American Chemical Society
|July 21, 2012
まとめ
太陽電池用の新しいダイケトピロロピロロール (DPP) ベースのポリマーは,短路電流密度16mAcm (−2) を超える. これらの高度な材料は,高効率性を示し,ポリマー太陽電池の性能の限界を押し広げています.
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
- フォトボルトイカは,太陽光発電の
背景:
- ディケトピロロピロロール (DPP) ベースのポリマーは,ポリマー太陽電池における小帯域ギャップアプリケーションに不可欠です.
- 光電流の生成における現在の制限は,既存のDPPベースのポリマーの性能を妨げています.
- 拡張されたπ結合セグメントは,電荷生成のダイナミクスを改善する鍵です.
研究 の 目的:
- 小バンドギャップDPPベースの新しいポリマーを設計・合成する.
- 光電流の制限を克服するために,充電生成のための無料エネルギーを強化する.
- ポリマー太陽電池の外部および内部量子効率を改善するために.
主な方法:
- ポリマー合成のためにスズキとスティレのポリメリゼーション技術が採用されました.
- 新しいポリマーは,交互にDPPユニットと拡張されたアロマティックπ結合セグメントを備えています.
- 最適化されたポリマー太陽電池は[70]PCBMを電子受容体として使用して製造された.
主要な成果:
- 合成されたDPPポリマーは,16mAcm (−2) を超える短路電流密度を達成しました.
- シミュレートされた太陽光下での電力変換効率は5.8%に達しました.
- 以前のDPPベースのポリマーと比較して,外的および内部の量子効率が著しく改善されたことが観察されました.
結論:
- DPPベースの新しいポリマーは,ポリマー太陽電池技術の進歩に大きな期待を示しています.
- 量子効率と光子のエネルギー損失の間の経験的関係が特定され,現在の制限を強調しました.
- フォトンのエネルギー損失を軽減するためのさらなる研究は,将来の効率の向上に不可欠です.
