シラインダセノディチオフェンベースの分子ドナー:形態学的特徴と,組成的に耐性のある高効率の大量ヘテロジャンクション太陽電池の製造における用途
John A Love1, Ikuhiro Nagao, Ye Huang
1Center for Polymers and Organic Solids, University of California , Santa Barbara, California 93106, United States.
Journal of the American Chemical Society
|February 25, 2014
まとめ
新しい小分子であるp-SIDT ((FBTTh22) 2により,溶液処理可能な有機太陽電池は,より高いオープン回路電圧と改善された自己組織性を有します. 溶媒添加物と一緒に使用すると,電力変換効率が6.4%まで大幅に向上します.
科学分野:
- オーガニック・エレクトロニクス
- マテリアルサイエンス 材料科学
- フォトボルトイカは,太陽光発電です.
背景:
- 溶液処理可能な小分子は,低コストの有機太陽電池製造に不可欠です.
- 強化された分子順序と電子特性の新材料の開発は,デバイスの性能を改善する鍵です.
- シラインダセノドチオフェン (SIDT) フレームワークは,高度なドナー-受容体材料を設計する可能性を秘めています.
研究 の 目的:
- SIDTのフレームワークに基づいて,新しい小分子,p-SIDT (((FBTTh22) 2を設計し,合成する.
- p-SIDT (((FBTTh2)2)2薄膜の自己組織化特性を調査する.
- p-SIDT ((FBTTh2) を含む大量ヘテロジャンクション太陽電池の光伏性能を評価する2.2.
主な方法:
- 新しい小分子p-SIDT (((FBTTh2) の合成2.2.
- p-SIDT (((FBTTh2) 2) とPC71BMを使用した大量ヘテロジャンクション太陽電池の製造.
- 高解像度伝送電子顕微鏡 (HRTEM) と放牧発生幅広角X線散射 (GIWAXS) を使用した薄膜形態の特徴化.
- 光伏の性能テストは,照明下での電流・電圧測定と,光の強度に依存する光電流の研究を含む.
主要な成果:
- p-SIDT (((FBTTh2) 2は,関連材料と比較して,より広いバンドギャップとより高いオープン回路電圧 (0.91 V) を表しています.
- 溶液鋳型p-SIDT ((FBTTh2) 2フィルムは,ナノスケールの格子平面を持つ結晶領域に顕著な自己組織化を示しています.
- 処理溶剤にダイオドクターン (DIO) を加えることで,p-SIDT ((FBTTh2) 2:PC71BM太陽電池の電力変換効率 (PCEs) は1.7%から6.4%に改善されました.
- 混合組成の幅広い範囲 (20:80から70:30) は,強力な相分離を示す良好な光伏応答を示しました.
結論:
- 新型小分子p-SIDT ((FBTTh2)2) 2は,好ましい電子特性と自己組織能力により,高性能有機太陽電池の実現を約束しています.
- DIO添加物による溶液処理は,分子順序とデバイス効率の向上に効果的です.
- 効率的な相分離のための材料の広範な組成の許容量は,デバイス製造のための実用的な利点を示唆しています.
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