基于西兰达二甲的分子捐赠者:形态特征和在制造成分耐受,高效的批量异质连接太阳能电池中的使用
John A Love1, Ikuhiro Nagao, Ye Huang
1Center for Polymers and Organic Solids, University of California , Santa Barbara, California 93106, United States.
Journal of the American Chemical Society
|February 25, 2014
概括
一个新的小分子,p-SIDT ((FBTTh22),使可溶液处理的有机太阳能电池具有更高的开放电路电压和更好的自我组织. 与溶剂添加剂一起使用可显著提高功率转换效率,达到6.4%.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 材料科学是一种材料科学.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 可溶液加工的小分子对于低成本的有机太阳能电池制造至关重要.
- 开发具有增强分子排序和电子性能的新材料是提高设备性能的关键.
- 锡兰二基 (SIDT) 框架为设计先进的供体-接受体材料提供了潜力.
研究的目的:
- 根据SIDT框架设计和合成一种新的小分子,p-SIDT(FBTTh22) 2.
- 为了研究p-SIDT(FBTTh2)2薄膜的自我组织特性.
- 评估包含p-SIDT(FBTTh2) 的散装异质连接太阳能电池的光伏性能2.2.
主要方法:
- 新型小分子p-SIDT(FBTTh2) 的合成2.2.
- 使用p-SIDT ((FBTTh2) 2) 和PC71BM制造大量的异质连接太阳能电池.
- 使用高分辨率传输电子显微镜 (HRTEM) 和宽角X射线散射 (GIWAXS) 进行薄膜形态的表征.
- 光伏性能测试,包括在照明下进行电流电压测量和依赖光强度的光电流研究.
主要成果:
- 与相关材料相比,p-SIDT(FBTTh2) 2具有更大的带间隙和更高的开放电路电压 (0.91 V).
- 溶液造p-SIDT(FBTTh2)2片显示出显著的自我组织,形成具有纳米级格子平面的晶体领域.
- 在处理溶剂中添加二多 (DIO) 提高了电力转换效率 (PCEs),为p-SIDT ((FBTTh2) 2:PC71BM太阳能电池的功率转换效率从1.7%提高到6.4%.
- 广泛的混合组合 (20:80至70:30) 显示出良好的光伏反应,表明强大的相位分离.
结论:
- 新型小分子p-SIDT(FBTTh2)2由于其有利的电子性质和自我组织能力,对高性能有机太阳能电池充满希望.
- 使用DIO添加剂处理溶液有效地提高了分子排序和设备效率.
- 该材料对高效相位分离的广泛组成宽容性表明了设备制造的实际优势.
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