低带隙聚合物的合成及其在高效聚合物太阳能电池中的应用
Jianhui Hou1, Hsiang-Yu Chen, Shaoqing Zhang
1Solarmer Energy, Inc., El Monte, California 91731, USA. jianhuih@solarmer.com
Journal of the American Chemical Society
|October 14, 2009
概括
研究人员通过添加子组来修改聚合物用于聚合物太阳能电池的聚合物,降低其HOMO水平. 这导致了高效的光伏性能,显示了大规模制造的前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 聚合物太阳能电池 (PSC) 为传统的基于的光伏提供了一个有希望的替代品,因为它们的灵活性和低成本的制造潜力.
- 调整供体聚合物的能量水平对于优化PSC中的电荷分离和整体设备效率至关重要.
- PBDTTT聚合物家族已经显示出潜力,但需要进一步修改以提高其光伏性能.
研究的目的:
- 研究基于PBDTTT的聚合物中用基组取代基组对其最高占用分子轨道 (HOMO) 能量水平的影响.
- 在有机太阳能电池设备中评估改性PBDTTT基聚合物的光伏性能.
- 评估新聚合物的潜力,以大规模制造聚合物太阳能电池.
主要方法:
- 一种基于PBDTTT的新型聚合物 (PBDTTT-C) 的合成,通过加入基组.
- 使用合成的PBDTTT-C材料制造聚合物太阳能电池设备.
- 制造设备的光伏性能,包括功率转换效率 (PCE) 的表征.
主要成果:
- 通过引入子组,成功降低了基于PBDTTT的聚合物的HOMO能量水平.
- 对于基于PBDTTT-C的设备,实现了6.3%的平均功率转换效率 (PCE).
- 记录了6.58%的冠军PCE,证明了高光伏性能.
结论:
- 引入基组有效调整基于PBDTTT的聚合物的电子特性.
- PBDTTT-C具有高效的光伏性能,使其成为有机太阳能电池的竞争材料.
- 可行的合成方法和强的性能表明PBDTTT-C具有大规模生产聚合物太阳能电池的潜力.
相关概念视频
Ziegler–Natta Chain-Growth Polymerization: Overview
Ziegler–Natta polymerization is another form of addition or chain‐growth polymerization used for synthesizing linear polymers over branched polymers. The catalyst used for polymerization is the Ziegler–Natta catalyst, named after Karl Ziegler and Giulio Natta, who developed it in 1953. This catalyst is an organometallic complex of titanium tetrachloride and triethyl aluminum, with the active form of the catalyst being an alkyl titanium compound. Using the Ziegler–Natta catalyst, high molecular...
P-N junction
A p-n junction is formed when p-type and n-type semiconductor materials are joined together. At the interface of the p-n junction, holes from the p-side and electrons from the n-side begin to diffuse into the opposite sides due to the concentration gradient. This diffusion of carriers leads to a region around the junction where there are no free charge carriers, known as the depletion region. The charge density within the depletion region for the n-side and p-side can be described by the...


