高性能ポリマー太陽電池のためのn型水/アルコール溶性ナフタリン二酸化物ベースの結合ポリマー
Zhihong Wu1, Chen Sun1, Sheng Dong1
1Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, South China University of Technology , Guangzhou 510640, PR China.
Journal of the American Chemical Society
|January 23, 2016
まとめ
新しい水溶性結合ポリマーにより,効率的な大面積ポリマー太陽電池 (PSC) モジュール製造が可能になります. これらの自己ドーピング電子輸送層 (ETL) は,ロールツーロール処理に不可欠な厚いアクティブ層でも性能を改善します.
科学分野:
- 材料科学
- オーガニック電子
- 太陽光発電
背景:
- ポリマー太陽電池 (PSC) の商用化は,高性能の大面積モジュールの製造に依存しています.
- 小面積の装置に最適化された現在の材料は,大きな面積のPSCに直接転送できません.
- 幅の広い範囲で処理可能な多用途の伝導界面材料の開発は極めて重要です.
研究 の 目的:
- PSCにおける効率的な電子輸送層 (ETL) のための新しいn型水溶性結合ポリマー (WSCP) を開発する.
- WSCPベースのETLのドーピングメカニズムと電子抽出特性を調査する.
- これらのWSCP ETL,特に厚いアクティブ層を使用するPSCのパフォーマンスを実証する.
主な方法:
- 2つの新しいナフタレンダイミドベースの自己ドーピングのn型WSCPの合成
- 異なる厚さ (5-100 nm) のETLとしてWSCPを使用したPSCの製造.
- ドーピングとインタフェースの性質を研究するために,空間電荷限られた電流と電子回転共振スペクトロスコーピーを用いた特徴付け.
主要な成果:
- WSCPは,大量ヘテロジャンクション (BHJ) /ETLインターフェースを効果的にドーピングし,電子抽出を強化します.
- WSCPの自己ドーピングは,高伝導性ETLにつながり,オーム損失を減らす.
- PSCは最大10.11%のパワー変換効率 (PCE) を達成し,100nm厚さのETLを用いて8%以上のPCEを証明した.
結論:
- 新しい自己ドーピング WSCPは,高性能PSCのための効率的なETLであり,幅広い厚さの処理を可能にします.
- 開発されたWSCPは,電子抽出を改善し,オーム損失を削減し,デバイスの効率を向上させます.
- 厚いインターレイヤーの高いPCEは,ロールツーロール互換の有機光伏モジュールに向けた重要なステップです.
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