ナフタレン・ダイミド・セレノフェン共ポリマー受容体に基づく3.3%効率の全ポリマー太陽電池
Taeshik Earmme1, Ye-Jin Hwang, Nishit M Murari
1Department of Chemical Engineering and Department of Chemistry, University of Washington , Seattle, Washington 98195-1750, United States.
Journal of the American Chemical Society
|October 3, 2013
まとめ
研究者らは,ナフタレンダイミド (NDI) コポリマーを電子受容体として使用した新しい全ポリマー太陽電池を開発しました. このブレークスルーにより,3.3%の電力変換効率を記録し,ポリマー太陽電池技術の進歩を達成しました.
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:
- アクセプター (n型) ポリマーの制限は,ポリマー/ポリマー・バルク・ヘテロジャンクション (BHJ) 太陽電池の効率を阻害する.
- 効率的な電子受容体の開発は,全ポリマー太陽電池の性能を向上させるために不可欠です.
研究 の 目的:
- BHJ太陽電池における電子受容体としてのナフタレンダイミド (NDI) コポリマーを評価する.
- 高電力変換効率のための全ポリマー太陽電池の潜在能力を調査する.
主な方法:
- 3つのNDIコポリマーを受容体として使用したBHJ太陽電池の製造と特徴付け.
- PNDIS-HD受容体とPSEHTTドナーによるデバイスの性能評価.
- 電力変換効率,ショート回路電流密度,および外部量子効率を含む光伏のパラメータの分析.
主要な成果:
- NDI-セレノフェン共ポリマー (PNDIS-HD) 受容器を使用した全ポリマー太陽電池は,3.3%の電力変換効率を達成しました.
- PNDIS-HD/PSEHTTデバイスは,全ポリマー太陽電池で報告された最も高いショート回路電流密度 (7.78 mA/cm2) と外部量子効率 (47%) を実証しました.
- 性能は,ベンチマーク [6,6]-フェニル-C61-バテリック酸メチルエステル (PC60BM) アクセプタを使用したデバイスと比べることができました.
結論:
- NDIコポリマー,特にPNDIS-HDは,高性能全ポリマーBHJ太陽電池の効果的な電子受容体です.
- PNDIS-HDのラメラー結晶形質は,バランスのとれた電荷輸送を促進し,優れた光伏特性を有する.
- この研究は,ポリマー/ポリマー太陽電池の効率に関する新しい基準を確立しています.
