作为矿太阳能电池的高效无添加剂输送材料的二极性染色体的合理设计
Zhong'an Li1, Zonglong Zhu1, Chu-Chen Chueh1
1Department of Materials Science and Engineering, University of Washington , Seattle, Washington 98195, United States.
Journal of the American Chemical Society
|August 24, 2016
概括
为矿太阳能电池 (PVSC) 合成了一种新的无剂输送材料 (HTM),BTPA-TCNE. 这种材料可实现高效的电荷传输,从而在PVSC中实现高功率转换效率 (PCE),而不需要添加剂.
科学领域:
- 材料科学
- 太阳能发电
- 有机电子
背景情况:
- 矿太阳能电池 (PVSC) 需要高效的孔输送材料 (HTM) 才能达到最佳性能.
- 传统的HTM中的剂可能导致PVSC的不稳定性和降解问题.
- 开发无兴奋剂的HTM对于提高PVSC的长期稳定性和效率至关重要.
研究的目的:
- 开发一种新的电子捐赠受体 (D-A) 替代双极色素,BTPA-TCNE.
- 评估BTPA-TCNE作为矿太阳能电池 (PVSC) 的高效无添加剂输送材料 (HTM).
- 调查BTPA-TCNE运输特征的结构与财产关系.
主要方法:
- 通过三胺基米克勒基与四乙烯之间轻易反应合成BTPA-TCNE.
- 使用X射线晶体学和短暂吸收光谱学对BTPA-TCNE电子结构和固态包装的描述.
- 使用BTPA-TCNE作为无剂的HTM在n-i-p配置中的矿太阳能电池 (PVSC) 的制造和性能评估.
主要成果:
- 在基本状态下,BTPA-TCNE 呈现出一个zwitterionic共振结构.
- 在晶体状态下反平行分子包装导致分子二极子时刻的取消,从而促进电荷传输.
- 使用BTPA-TCNE的无添加剂PVSC的功率转换效率 (PCE) 大约为17.0%,优于使用添加剂的螺旋OMeTAD的设备.
结论:
- BTPA-TCNE是一种高效的无添加剂HTM,用于制造高效的矿太阳能电池.
- BTPA-TCNE的独特分子结构和包装有助于其优异的电荷传输特性.
- 这项工作为下一代光伏开发稳定高效的HTM提供了一个有前途的战略.
