逆ペロフスキート太陽電池の電子輸送層として制御されたアモルフォス形状を持つ蒸発性フルレンインダノーン

科学分野:

• 材料科学
• 太陽光発電
• オーガニック電子

背景:

• フラーレンは,逆転ペロブスキート太陽電池 (IPSC) の主要な電子輸送物質 (ETM) である.
• プリスティンC60は,均一な熱堆積のために広く使用されていますが,機能化された誘導体は,この蒸発性を持っていません.
• IPSC技術の進歩には,熱的に安定した機能化されたフルレンの誘導体の開発が不可欠です.

研究 の 目的:

• IPSCの電子輸送層 (ETL) として使用するための新しい熱的に蒸発性フルレン誘導体 (FIDO) を合成する.
• FIDOの構造-特性関係を調査し,熱的安定性と膜形態制御に焦点を当てた.
• FIDOをETLとして利用するIPSCの性能と安定性を評価する.

主な方法:

• 独特の分子構造を持つフルレンインダノン (FIDO) の合成
• IPSCにおけるETLとしてFIDOの熱積分
• 機能群を操作することによって,FIDO膜形態 (結晶から無形) の特徴化.
• 装置の性能テスト (オープン回路の電圧,充填率,電力変換効率) と長期貯蔵安定性評価

主要な成果:

• FIDOは特殊な熱的安定性を示し,熱的堆積を成功させた.
• フィルム形態 (無形) の制御は,ステリック・バルクをチューニングすることによって達成された.
• FIDO ETLを持つIPSCは,C60と比較してより高いオープン回路電圧 (1.16V) と充填因数 (0.77) を示した.
• 電力変換効率 (PCE) は22.11%で,基準装置のPCEは20.45%を超えました.
• FIDOベースのIPSCは,長期保存の安定性を大幅に改善しました.

結論:

• フラーレンインダノーン (FIDOs) は,IPSCの有効で熱的に安定したETLです.
• FIDOは適切なエネルギーレベルとダブルパッシベーション効果によってデバイスの性能を向上させます.
• FIDOフィルムの無形な性質は,その結果 IPSC の優れた安定性に寄与する.