通过含有液晶小分子捐赠体的厚厚活性层实现的高性能第三级有机太阳能电池
Guichuan Zhang1, Kai Zhang1, Qingwu Yin1
1Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, South China University of Technology , Guangzhou 510640, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|January 28, 2017
概括
三级有机太阳能电池 (OSC) 通过向活性层添加液晶分子 (BTR) 来实现更高的效率. 这改善了膜形态和电荷传输,使更厚的活性层能够更好地吸收光线和滚动到滚动的生产.
科学领域:
- 有机电子产品
- 太阳能发电
- 材料科学
背景情况:
- 与二进制系统相比,三进制有机太阳能电池 (OSC) 的光吸收范围更广.
- 目前的三元化OSC通常使用薄的活性层 (大约 100nm),限制光采集并阻碍卷对卷制造的可扩展性.
- 提高活性层的形态和电荷传输对于高效的OSC至关重要.
研究的目的:
- 提高三元OSC的效率和活动层厚度.
- 调查将阴性液晶小分子 (BTR) 纳入PTB7-Th:PC71BM系统的效果.
- 改善形态,收费运输,减少三元OSC中的重组,以实现潜在的卷对卷生产.
主要方法:
- 使用PTB7-Th:PC71BM二元系统与二甲三甲 (BTR) 混合制造三元有机太阳能电池.
- 混合膜形态的特征,包括 π-π 叠加距离,连贯度长度和域纯度.
- 设备性能测试以评估效率,电荷分离,电荷传输和重组动力学.
主要成果:
- 一个高效的三元OSC实现了11.40%的功率转换效率.
- 添加BTR改善了混合膜形态,导致π-π堆叠距离减少,连贯度长度增加,域纯度提高.
- 观察到增强的电荷分离,更快的电荷传输和减少的双分子重组,从而实现更厚的活性层的高效性能.
结论:
- 纳入像BTR这样的高晶小分子捐赠者是增强三元OSC电荷传输的有效策略.
- 改进的形态和电荷传输特性允许增加活性层厚度,使这些设备更适合可扩展的卷对卷生产.
- 这项研究显示出一种可行的方法来克服当前三元OSC中的薄活层的局限性.
更多相关视频
06:49In situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering on Roll-To-Roll Coating of Organic Solar Cells with Laboratory X-ray Instrumentation
Published on: March 2, 2021
6.8K
08:29Morphology Control for Fully Printable Organic–Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer
Published on: January 10, 2017
9.5K
