高性能有機太陽電池のための小さなUrbachエネルギーを持つセレニウムヘテロサイクル電子受容器
Zhenzhen Zhang1,2, Yawen Li1, Guilong Cai3
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, CAS Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|October 21, 2020
まとめ
研究者はセレニウム置換を用いて有機太陽電池 (OSC) のウルバッハエネルギーを減少させた. この突破は,高性能有機光伏材料の最も低いUrbachエネルギーを達成し,OSC効率を記録的な17.7%に引き上げました.
科学分野:
- 材料科学
- オーガニック電子
- 太陽光発電
背景:
- オーガニック光伏 (OPV) 材料は通常,高いUrbachエネルギー (25-50 meV) を表しています.
- OPVの高いUrbachエネルギーは,無機半導体と比較してデバイスの効率を制限します.
- オーガニック・ソーラー・セル (OSC) の性能を向上させるには,Urbachエネルギー削減が不可欠です.
研究 の 目的:
- オーガニック光伏材料におけるUrbachエネルギー削減のための簡単な方法を開発する.
- セレニウム置換が材料の特性や装置の効率に与える影響を調査する.
- 高性能オーガニック半導体における低ウルバッハエネルギーに関する新しい基準を確立する.
主な方法:
- 有機光伏材料にセレニウム置換を導入した.
- セレニウム置換物質 (Y6Se) を合成し,特徴づけました.
- オーガニック・ソーラー・セル (OSC) を新素材で製造し,テストした.
主要な成果:
- Y6Seで20.4meVのUrbachエネルギーが著しく減少した.
- この値は,高性能有機光伏材料で報告された中で最も低い値です.
- Y6SeをベースにしたOSCは,17.7%の電力変換効率を示した.
結論:
- セレニウム置換は,有機光伏材料のUrbachエネルギーを下げるための効果的な戦略です.
- 達成された低いウルバッハエネルギーは,無機半導体に近い.
- 記録的な17.7%の効率は 次世代の有機太陽電池の Y6Se の可能性を強調しています
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