化共聚合物PCPDTBT具有增强的开放电路电压和减少重组,用于高效的聚合物太阳能电池
Steve Albrecht1, Silvia Janietz, Wolfram Schindler
1Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam, Karl-Liebknecht-Strasse 24-25, 14476 Potsdam, Germany.
Journal of the American Chemical Society
|August 7, 2012
概括
一种新的化共聚合物 (F-PCPDTBT) 通过减少电荷重组来显著提高太阳能电池效率. 这一进步为开发高效的聚合物基联太阳能电池提供了有前途的潜力.
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:
- 大量异质连接太阳能电池对于可再生能源至关重要.
- 低频段间隙聚合物是高效太阳能电池的关键组成部分.
- 了解电荷生成和重组对于性能优化至关重要.
研究的目的:
- 为提高太阳能电池性能引入一种新型化共聚物 (F-PCPDTBT).
- 调查化对聚合物聚合和设备特性的影响.
- 分析电荷载体生成和重组动态的场依赖性.
主要方法:
- 新型化共聚合物 (F-PCPDTBT) 的合成和表征.
- 使用F-PCPDTBT和PC(70) BM的批量异质连接太阳能电池的制造和测试.
- 光学光谱学和能量分辨率传输电子显微镜用于形态研究.
- 通过线性增加电压进行时间延迟的采集场和电荷提取,用于电荷动态分析.
主要成果:
- 与PCPDTBT相比,F-PCPDTBT的功率转换效率更高.
- 化降低了聚合物HOMO水平,导致开放电路电压超过0.7V.
- F-PCPDTBT显示了更强的聚合,需要更少的添加剂以获得最佳性能.
- 观察到减少双胞胎和减少三倍的非双胞胎重组.
- 优化的F-PCPDTBT混合物实现了6.16%的能量转换效率 (14 mA/cm(2) Jsc,0.74 V Voc,58%的FF).
结论:
- 新型化共聚合物 (F-PCPDTBT) 通过最大限度地减少电荷重组,显著提高了太阳能电池的效率.
- 减少双和非双重组合,以及有利的聚合,有助于提高设备性能.
- F-PCPDTBT的高性能和低带隙使其成为高效的聚合物为基础的联太阳能电池的有希望的材料.
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