精製されたP-I-N構造の全ポリマー太陽電池は,20%の効率と安定性を向上させる

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,効率的で安定したエネルギー変換の見込みです.
• すべてのPSCの活性層の形状を正確に制御することは依然として大きな課題です.
• モルフォロジーの最適化は,パワー変換効率 (PCE) とデバイスの長寿を高めるために不可欠です.

研究 の 目的:

• すべてのPSCにおける大量p-i-n構造の形状を正確に制御する.
• エネルギーレベルを調整し 解離を刺激し エネルギー損失を減らす
• より高い性能と安定性のために,充電輸送を強化し,再結合を抑制します.

主な方法:

• 三重製剤に非フルレン受容体 (AQI4) を組み込む.
• 二次溶媒システム (クロロベンゼン:オキシレン) を使用した薄膜の製造.
• 構造分析により,i領域の幅が縮小し,形状が最適化されました.

主要な成果:

• エネルギーレベルを最適化し エクシトンの解離を向上させました
• i領域の幅が縮小した (< 2 nm) 高密度フィブリルネットワークが形成された.
• 有機太陽電池 (OSC) 装置は,PCEが20.1% (認証は19.5%) と,寿命が1800時間を超えるT₈₀であることが示されました.

結論:

• AQI4のようなゲスト分子の形状は,すべてのPSCにおける大量p-i-n構造を調節する鍵です.
• バイナリ溶媒システムは,効率的な形態制御と印刷製造を容易にする.
• このアプローチは,ポリマー製の太陽電池とモジュールの性能と安定性を大幅に改善します.