高效和稳定的反转聚合物太阳能电池与交联烯材料作为中间层集成
Chao-Hsiang Hsieh1, Yen-Ju Cheng, Pei-Jung Li
1Department of Applied Chemistry, National Chiao Tung University, 1001 Ta Hsueh Road Hsin-Chu, 30010 Taiwan.
Journal of the American Chemical Society
|March 13, 2010
概括
一种新的交联烯衍生物,PCBSD,为溶液加工的倒置太阳能电池创建了一个强大的中间层. 这种材料提高了设备的效率和稳定性,克服了多层结构中的接口问题.
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:
- 开发稳定高效的有机太阳能电池对于可再生能源至关重要.
- 接口工程是改善充电传输和设备寿命的关键.
- 解决方案加工为有机光伏设备提供了具有成本效益的制造方法.
研究的目的:
- 为有机太阳能电池间层设计和合成一种新型可交叉链接的n型材料.
- 为了研究一个交叉连接的中间层对反转太阳能电池的性能和稳定性的影响.
- 为了证明开发的材料在多层有机光伏设备中的多功能性.
主要方法:
- 合成[6,6]--C(61)-型 styryl dendron ester (PCBSD),其功能化与 styryl 组.
- 160°C的PCBSD在现场热交联,形成一种耐溶剂薄膜.
- 使用全溶液加工制造与交联PCBSD中间层的倒置太阳能电池设备的制造.
- 设备特征,包括功率转换效率 (PCE) 和稳定性测试.
主要成果:
- 交联PCBSD (C-PCBSD) 的中间层形成了一个坚固,粘合性和耐溶剂的薄膜.
- 使用C-PCBSD中间层的倒置太阳能电池实现了4.4%的PCE,超过了参考设备 (3.5%).
- C-PCBSD中间层改善了激子解离,减少了电荷重组,并且在没有封装的情况下增强了设备稳定性.
- 该方法成功地应用于使用不同合聚合物的设备,达到3.4%的PCE.
结论:
- 合理设计和合成的PCBSD材料为在有机太阳能电池中创建稳定的中间层提供了有希望的解决方案.
- 在PCBSD的现场交叉连接提供了一种简单的方法,以实现多层,全溶液加工设备的耐溶剂介层.
- C-PCBSD介层通过优化接口属性和降低散装阻力,显著提高设备性能和稳定性.
