頑丈で効率的なペロブスキート太陽電池のための緑の溶媒処理可能なドーパントフリーな穴輸送材料

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• オーガニック電子

背景:

• 穴を運ぶ材料 (HTM) はn-i-pペロブスキート太陽電池 (PSC) に不可欠です.
• 現在のHTMはしばしば有毒な溶剤やドーパントを必要とし,環境に優しい製造を妨げています.
• 緑色溶媒におけるHTMの限られた溶解性は,その広範な採用を妨げています.

研究 の 目的:

• 緑の溶媒を用いて処理可能な新しいHTMを開発する.
• ドーパントなしでPSCで高い性能を達成する.
• 環境に優しい効率的なPSCの製造を可能にします.

主な方法:

• 新しいHTMとして非対称なD-Aポリマー (asy-PBTBDT) を合成した.
• 緑色の溶媒2-メチラニゾールにおける asy-PBTBDTの溶解性を評価した.
• asy-PBTBDTを用いてn-i-pPSCを製造し,その性能と安定性を測定した.
• 穴の移動性 (μh) とペロブスキットとのエネルギーレベルの調整.

主要な成果:

• 新型HTMである asy-PBTBDTは,2-メチラニゾールに優れた溶解性を示した.
• ドーパントなしで高い穴の可動性 (1.13 × 10−3 cm2/Vs) を達成した.
• 製造されたPSCは,ドーパントなしで18.3%の効率とドーパントで20.0%を達成しました.
• 封じ込まない30日後に91%の効率保持で,堅固な装置の安定性を実証した.

結論:

• この研究は,PSCのための最初の緑の溶媒処理可能な穴輸送ポリマーを報告しています.
• 開発されたHTMは,高効率のPSC製造のための持続可能な経路を提供します.
• この材料の性能と安定性は,商業的な応用の可能性を強調しています.