バルクヘテロジュンクションポリマー太陽電池の電子輸送層として金属イオンインターケラド・クラウンエーテルを挿入したポリフローレンの複数の機能性:光学干渉,穴遮断,界面二極体,電子伝導
Sih-Hao Liao1, Yi-Lun Li, Tzu-Hao Jen
1Chemical Engineering Department and Frontier Research Center on Fundamental and Applied Sciences of Matters, National Tsing-Hua University, Hsinchu 30013, Taiwan, ROC.
Journal of the American Chemical Society
|August 18, 2012
まとめ
新しい電子輸送ポリマーであるPFCn6:K(+は,ポリマー太陽電池の効率を大幅に高めています. この材料は,光学スペーサーとして作用し,再結合を減らし,電子伝導を改善し,P3HT:ICBA.で記録的な7.5%の電力変換効率を達成します.
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ポリマー太陽電池 (PSC) は,有望な再生可能エネルギー技術です.
- 効率的な電子輸送層 (ETL) は,PSCの性能と安定性を最適化するために不可欠です.
- 既存のETLは,しばしば,電荷輸送,インタフェース特性,光学管理に関する制限に直面しています.
研究 の 目的:
- PSCの性能を向上させるための新しい電子輸送ポリマーの開発と研究を行う.
- PSCにおけるポリフルオレンベースの電子輸送層 (PFCn6:K(+)) の機能性を調査する.
- P3HTをドナーとして利用したPSCで高電力変換効率 (PCE) を達成する.
主な方法:
- PSCの製造には,ドナーとしてレジオレギュラー型ポリー (((3-ヘキシルチオフェン)) (P3HT),受容体としてICBAまたはIPCBMを使用します.
- 新しい電子輸送ポリマー (PFCn6:K(+)) をインターフェイス層として組み込みました.
- 電流・電圧測定,UV光電子スペクトル検査,光学および電気特性分析によるPSC性能の特徴化.
主要な成果:
- PFCn6:K(+) 電子伝送層の挿入により,PCEが著しく改善され,P3HT:ICBA:Ca/Al PSCs.sの7.5%に達しました.
- ETLは,光学干渉,電子穴再結合のブロック,カソドの作業機能変更など,複数の機能を実証した.
- 強化された電子伝導は,吸収の増加,穴のみの電流密度の減少,アルミの作業機能の低下,連続抵抗の低下によって証明されました.
結論:
- 新型電子輸送ポリマーPFCn6:K(+) は,PSCの性能を向上させるのに非常に効果的です.
- 観測された効率の向上は,ライト管理,電荷再結合抑制,および電荷輸送におけるETLの多面的な役割に起因しています.
- 達成された7.5%のPCEは,単純なP3HTドナーポリマーを使用したPSCの記録です.
