オリゴチオフェンを基にした,オリゴミアのような単純な小分子から成る,高効率の溶液加工太陽電池のシリーズ
Bin Kan1, Miaomiao Li1, Qian Zhang1
1†State Key Laboratory and Institute of Elemento-Organic Chemistry and Centre for Nanoscale Science and Technology, Institute of Polymer Chemistry and Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.
Journal of the American Chemical Society
|March 5, 2015
まとめ
有機光伏 (OPV) のための新しい小分子は優れた性能を示しています. DRCN5Tは,シンプルな製造プロセスを用いて10.10%の電力変換効率 (PCE) を記録し,商業化への道を開きました.
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:
- 小さな分子は,有機光伏 (OPV) に有望である.
- 分子構造の調整は,OPVのパフォーマンスを最適化するための鍵です.
- 以前の研究は,ポリマーベースのOPVに焦点を当てていた.
研究 の 目的:
- OPVのための新しい小分子を設計し,合成する.
- これらの分子の構造-性質-性能の関係を調査する.
- シングルジャンクションOPVで高電力変換効率 (PCE) を達成するために.
主な方法:
- オリゴチオフェンを基にした受容体・ドナー・受容体小分子 (DRCN4T-DRCN9T) の合成.
- 光学,電気,熱の性質を体系的に調査する.
- 溶液スピンコーティングプロセスを用いてOPV装置の製造と特徴付け.
主要な成果:
- DRCN5T,DRCN7T,およびDRCN9Tは,優れた光伏性能を示しました.
- 軸対称性分子は,形態の改善により,より高いショート回路電流密度を示した.
- DRCN5T/PC71BM装置は10.10%の認定PCEを達成し,単一結合小分子OPVの記録となった.
- DRCN5Tは,他の高性能OPV分子と比較して,優れた性能と構造的シンプルさを実証しました.
結論:
- 微調整分子設計は,OPVの性能に大きな影響を与えます.
- 溶液で処理された小分子OPVは,ポリマーベースの同位体と競合したり,それを上回ったりすることができます.
- DRCN5Tは,効率性とシンプルな構造により,商業化の可能性を示しています.
