精心调节的光活性和互连层,以实现无富勒双体有机太阳能电池的13%以上的效率
Yong Cui1,2, Huifeng Yao1,2, Bowei Gao1,2
1State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|May 13, 2017
概括
研究人员开发了一种新型的无烯合有机太阳能电池 (OSCs),其功率转换效率超过13%. 这种突破增强了光线的吸收,
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
背景情况:
- 与单节装置相比,双联有机太阳能电池 (OSC) 的光吸收能力更强.
- 目前高效的双联OSC主要使用烯衍生物作为电子受体.
- 富勒烯受体在光谱覆盖和长期稳定性方面存在局限性.
研究的目的:
- 设计和制造高效的没有烯的双联OSC.
- 克服单环有机光伏材料的光谱限制.
- 开发一种新的非富勒因受体并优化活性层形态.
主要方法:
- 设计了一种非富勒烯接受器,前部子电池的光带间隙 (Egopt) 为1.68 eV.
- 优化了后部子细胞的无烯活性层 (Egopt = 1.36 eV) 的相分离形态.
- 开发了一种使用ZnO和PCP-Na的新型互连层 (ICL),用于高近IR透射率.
主要成果:
- 在两个子细胞之间实现了互补的光响应光谱,能量损失较低.
- 在两个子细胞中表现出高的外部量子效率.
- 制造的溶液加工,无烯的双联OSC,平均功率转换效率 (PCE) 超过13%.
结论:
- 没有烯的双联OSC是基于烯的装置的可行替代品.
- 开发的非富勒因受体和优化的形态有助于高PCE.
- 新型ICL通过最小化光学损失来提高设备的整体性能.
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