結合ポリマー・小分子合金により,高効率のテルナリー有機太陽電池が作られます

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:

• オーガニックソーラーセル (OSC) は,大量ヘテロジューンクション性能を改善する可能性を秘めています.
• 三元システムにおける相分離の複雑さは,電力変換効率 (PCE) の向上を困難にしています.

研究 の 目的:

• 2つのドナーと1つの受容体を使用して,三元的なOSCを捏造し,調査する.
• 2つのドナーの間の"合金"形成とそのデバイスの性能への影響を調査する.
• 有機太陽電池のPCEを三元混合戦略を通じて強化する.

主な方法:

• PTB7-Th (ポリマードナー),p-DTS(FBTTH2) 2 (小分子ドナー),およびPC71BM (受容体) を含む三元有機太陽電池 (OSC) の製造.
• 三元混合物の分析により,2つのドナーの間の合金形成を提案した.
• PCE,充填因数 (FF),短路電流密度 (Jsc),および開路電圧 (Voc) を含むデバイスの性能の特徴.

主要な成果:

• 平均PCE10.5%を三位数OSCで達成しました.
• FFとJscの改善が観察され,Vocはバイナリブレンドの低い値に固定されない.
• 合金構造の形成は,ポリマー分子の高度にオーダーされた対面方向化につながった.

結論:

• 2つの混合可能なドナーによって形成された合金構造は,充電分離,輸送の強化,再結合の減少を促進します.
• この合金形成戦略により,高結晶性および面対ポリマー方向性が達成できます.
• 混合可能なドナーを使用する三次混合戦略は,OSC PCEを大幅に強化するための実行可能な経路を提供します.