シロキサン結合ハロゲンチオフェン添加物は,高性能ポリマー太陽電池のための優れた繊維形態と空気処理を可能にします

科学分野:

• 材料科学
• オーガニック電子
• 太陽光発電

背景:

• 形状学的な制御と空気処理は,高性能有機太陽電池 (OSC) に非常に重要です.
• 有効な添加物を開発することは,OSCの光活性層を最適化するための鍵です.

研究 の 目的:

• OSCのための新しいシロキサン結合ハロゲンチオフェン添加物の設計と合成.
• 光活性層の形態と性能に対するこれらの添加物の影響を調査する.
• 環境空気の条件下で処理された高性能OSCを達成するために.

主な方法:

• 3つのシロキサン結合ハロゲンチオフェン添加物の合成:Cl-Th-SiO,Br-Th-SiO,およびI-Th-SiO
• ポリマードナーD18と非フルレン受容体L8-BOを用いた有機太陽電池の製造
• 活性層の形態学的分析により,線維網の形成を観察する.
• 電力変換効率 (PCE) を窒素と環境空気の条件下で測定する.

主要な成果:

• この3つの添加物は,繊維状の活性層ネットワークを誘導し,エクシトンの解離と電荷輸送を改善しました.
• 塩素添加物 (Cl-Th-SiO) は最も強い相互作用と最も近いπ-πスタッキングを示し,最高の性能をもたらしました.
• Cl-Th-SiOで窒素処理されたOSCは,PCEの20.64% (認定20.11%) を達成しました.
• Cl-Th-SiOで空気処理されたOSC (60%および90%の相対湿度) は,それぞれ20.45%および20.19%の高いPCEを達成しました.

結論:

• シロキサン系ハロゲンチオフェンの添加物はOSCの形態と性能を効果的に最適化します.
• Cl-Th-SiOは,特に環境空気の処理において,OSCで高いPCEを達成するための非常に効果的な添加物です.
• 設計された添加物は,実用的で高性能な,空気処理された有機太陽電池の開発に大きな希望を示しています.