在单元聚合物太阳能电池中实现高量子效率的线性脊柱"双电缆"结合聚合物
Guitao Feng1,2, Junyu Li3, Fallon J M Colberts4
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Key Laboratory of Organic Solids, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190, P. R. China.
具有优化纳米相分离的新型"双电缆"合聚合物可实现高效单元聚合物太阳能电池的高量子效率,达到高达4.18%的功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 单元聚合物太阳能电池提供了简化的设备架构.
- 实现高性能需要高效的电荷产生和传输.
- 纳米尺度对捐赠者接受器形态的控制至关重要.
研究的目的:
- 为高效的单元聚合物太阳能电池开发新型"双电缆"结合聚合物.
- 研究优化纳米相分离对设备性能的影响.
- 探索聚合物结构和电荷传输特性之间的关系.
主要方法:
- 合成"双电缆"结合聚合物,其中包括聚二烯 (BDT) 和二烯 (PBI) 单位.
- 使用硫和替代物的调节能量水平和晶度.
- 单元有机太阳能电池的制造和特征.
主要成果:
- 通过优化纳米相分离, 实现高内部量子效率高达80%.
- 在单元有机太阳能电池中,已证明功率转换效率高达4.18%.
- 观察到"面对面"的方向有利于链间的电荷传输.
结论:
- "双电缆"设计有效地创建了供体和受体单元之间的纳米相分离.
- 优化的纳米相分离增强了激子解离和电荷传输.
- 这种设计策略对高性能单元有机太阳能电池具有显著的前景.
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