マルチアームド アロマティック・アモニアム・ソールは,反転有機太陽電池の効率と安定性を高めます
Yufei Xin1, Hang Liu1, Xiyue Dong1
1The Centre of Nanoscale Science and Technology and Key Laboratory of Functional Polymer Materials, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.
新しいベンゼン-1,3,5-トリルトリメタンアミニウムブロミド (PhTMABr) の改変により,有機太陽電池 (OSC) の酸化亜鉛電子輸送層が強化される. これにより効率が向上し,運用安定性が著しく向上し,商業化への道が開けます.
科学分野:
- 材料科学
- オーガニック電子
- 太陽光発電
背景:
- 逆の有機太陽電池 (OSC) は,その安定性により有望である.
- 亜鉛酸化物 (ZnO) は,OSCにおける一般的な電子輸送層 (ETL) である.
- ZnOの表面の欠陥と光触媒活動は受容体材料を劣化させ,OSCの性能と長寿を制限する.
研究 の 目的:
- OSCの効率と安定性を改善するために ZnO ETLを修正する方法を開発する.
- 表面の欠陥や光分解の問題など,ZnOの限界に対処するためです.
- ベンゼン-1,3,5-トリルトリメタンアミニウムブロミド (PhTMABr) のZnO修飾剤としての有効性を調査する.
主な方法:
- 合成され,ベンゼン-1,3,5-トリルトリメタンアミニウムブロミド (PhTMABr) をZnOETLを修正するために適用した.
- ZnOから残留アミンを除去するために,PhTMABrの弱い酸性を利用した.
- PhTMABrとZnOの間の水素結合相互作用を用いて,表面の欠陥を無効化し,インターフェイスの接触を改善する.
主要な成果:
- 改造されたZnO ETLで18.75%のパワー変換効率 (PCE) を達成し,裸のZnOでは17.34%であった.
- 装置は,65°Cでの1500時間の熱的ストレスの後,初期PCEの87%を保持した.
- 装置は,最大パワーポイント (MPP) トラッキングによる1日連続照明の1780時間後に,初期PCEの90%を保持した.
- MPP追跡による推計されたT80寿命は10,000時間を超えました.
結論:
- PhTMABrはZnO表面の欠陥を効果的に無効化し,OSCにおける電荷輸送を強化する.
- 改造されたZnO ETLは,反転OSCの効率と長期的な運用安定性を大幅に改善します.
- このアプローチは,有機太陽電池の商業的実現性を向上させるための有望な戦略です.
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