高効率 (15.8%) の全ポリマー太陽電池は,レジオレギュラー・ナロー・バンドギャップ・ポリマー・アクセプターによって有効化されている

科学分野:

• 材料科学
• オーガニック電子
• 太陽光発電

背景:

• 全ポリマー太陽電池 (全PSC) は,短路電流密度 (Jsc) が低く,エネルギー損失が大きいという課題に直面しています.
• 新しいポリマー受容体の開発は,すべてのPSCのパフォーマンスを向上させるのに不可欠です.

研究 の 目的:

• 全PSC用の新種の狭帯差ポリマー受容体の設計と合成.
• 既存のすべてのPSC技術のJscとエネルギーの損失の制限に対処する.

主な方法:

• ベンゾトリアゾール (BTz) コアの融合リングセグメントをポリマー受容体 (PZTシリーズ) に組み込む.
• 改善された地域特異性のための地域常PZT (PZT-γ) デリバティブの合成.
• 開発されたPZT材料を使用して,すべてのPSCの製造と特徴付け.

主要な成果:

• PZTの誘導体は,BTを含むポリマーと比較して赤色シフトの光学吸収と上位シフトのエネルギーレベルを示した.
• レジオレギュラーPZT-γは,よりよい骨格順序と混合形態を可能にしました.
• PZT-γベースの全PSCは,Jsc (24.7 mA/cm2) を強化し,低エネルギー損失 (0.51 eV) を有する記録的な電力変換効率を達成しました.

結論:

• BTzコアベースの新しいPZTシリーズ,特にレギュラーPZT-γは,すべてのPSCのパフォーマンスを大幅に改善します.
• これらの発見は高効率の全ポリマー太陽電池の開発に 有望な経路を示しています