7以上の効率を持つ非フルレン受容体ベースの大量ヘテロ結合有機太陽電池
Dan Sun1,2, Dong Meng1,2, Yunhao Cai3,4
1Beijing National Laboratory for Molecular Science, Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|August 18, 2015
まとめ
新しいペリレンビシミド (PBI) ダイマー受容体であるSdiPBI-Sは,有機太陽電池で7.16%の電力変換効率を達成しました. これは,非フルレンの大量ヘテロジュンクション太陽電池の性能を向上させる有望な手段として,PBIベースの材料を強調しています.
科学分野:
- 材料科学
- オーガニック電子
- 太陽光発電
背景:
- 有機太陽電池 (OSC) は,シリコンベースの太陽光発電の低コストの代替品です.
- 効率的な非フルレン受容体材料の開発は,OSC技術の進歩に不可欠です.
- ペリレンビシミド (PBI) 誘導体は,調節可能な電子特性により,受容体材料の有望な候補である.
研究 の 目的:
- 新しいペリレンビシミド (PBI) 型受容体材料SdiPBI-Sの合成と特徴づけ
- SdiPBI-Sを受容体として利用したバルクヘテロジャンクション (BHJ) 太陽電池の光電性能を評価する.
- PBIベースのBHJ太陽電池の性能に影響を与える構造-特性関係を調査する.
主な方法:
- SdiPBI-S受容体物質の合成
- SdiPBI-SとPDBT-T1を使用したBHJ有機太陽電池の製造
- 電力変換効率 (PCE),オープン回路電圧 (Voc),ショート回路電流密度 (Jsc),充填因数 (FF) を含む光伏性能の特徴.
- フィルム形態と電荷輸送特性の分析
主要な成果:
- 開発されたSdiPBI-S受容体材料は,7.16%の高いPCEを持つBHJ太陽電池を有効にしました.
- 太陽電池は,0.90VのVoc,11.98mA/cmのJsc,そして66.1%のFFを示した.
- BHJフィルムでは好ましい相分離とバランスの取れたキャリアモビリティが観察され,高性能に寄与しました.
結論:
- 新型PBIダイマーSdiPBI-Sは,BHJ有機太陽電池のための非常に効果的な受容体材料です.
- 非フルレンのBHJ有機太陽電池の効率を向上させるには,PBIベースの精密調節材料が有効な戦略です.
- SdiPBI-Sの性能は,次世代の有機光伏アプリケーションの潜在能力を示しています.
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