低電圧で高効率の非フルレンの有機太陽電池のための広帯域ドナーポリマー
Shangshang Chen1, Yuhang Liu1, Lin Zhang2
1Department of Chemistry, Energy Institute and Hong Kong Branch of Chinese National Engineering Research Center for Tissue Restoration and Reconstruction, Hong Kong University of Science and Technology , Clear Water Bay Kowloon, Hong Kong.
Journal of the American Chemical Society
|April 28, 2017
まとめ
この研究では,新しい広帯域ドナーポリマーと狭帯域小分子受容体を用いて効率的な非フルレン有機太陽電池を提示しています. このアプローチは,高効率とオープン回路の電圧を達成し,電圧の損失を大幅に削減します.
科学分野:
- 材料科学
- オーガニック電子
- 再生可能エネルギー
背景:
- 効率的な有機太陽電池は 再生可能エネルギーに不可欠です
- 非フルレン有機太陽電池 (NFOSC) の電圧損失を減らすことは,性能を改善するための鍵です.
- ドナーと受容体の材料の組み合わせと膜の形状を最適化することは,高効率化に不可欠です.
研究 の 目的:
- 高効率のNFOSCを開発し,電圧の損失を最小限に抑える.
- 材料の特性,形状,デバイスの性能との関係を調査する.
- 高いオープン回路電圧 (Voc) と電力変換効率 (PCE) を達成する.
主な方法:
- 新しい広帯域ドナーポリマーと狭帯域小分子受容体 (SMA) を使用したNFOSCの製造.
- 結晶性とドメインサイズを評価するテクニックを使用して,ブレンドフィルム形態の特徴づけ.
- 太陽電池の性能評価は,オープン回路電圧 (Voc) と電力変換効率 (PCE) を含む.
主要な成果:
- 1.08Vの高いオープン回路電圧 (Voc) が達成されました.
- 典型的な値よりかなり低い0. 55Vの小さな電圧損失が記録されました.
- ドナーポリマー (2. 05 eV) とSMA (1. 63 eV) は混合膜に高結晶性を維持し,小さなドメインを形成した.
- 11.6%の電力変換効率 (PCE) が達成され,このような低電圧損失を持つNFOSCにとって最高の性能を表しています.
結論:
- ブロードバンドギャップのドナーポリマーと狭いバンドギャップのSMAの戦略的選択は,NFOSCの電圧損失を効果的に軽減します.
- 高結晶度と混合膜の小さなドメインサイズは,高性能を達成するために不可欠です.
- この研究は 次世代の高効率の有機太陽電池の開発に 有望な経路を示しています
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