具有高效率 (15.8%) 的全聚合物太阳能电池由区域常规窄带间聚合物接收器启用
Huiting Fu1, Yuxiang Li2,3, Jianwei Yu4
1Department of Materials Science and Engineering, City University of Hong Kong, Kowloon 999077, Hong Kong.
Journal of the American Chemical Society
|February 10, 2021
概括
研究人员开发了全聚合物太阳能电池 (全PSC) 的新窄带隙聚合物受体 (PZT系列). 这些材料提高了短路电流密度,减少了能量损失,实现了创纪录的15.8%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:
- 全聚合物太阳能电池 (全PSC) 面临低短路电流密度 (Jsc) 和显著的能量损失的挑战.
- 开发新的聚合物受体对于提高全PSC性能至关重要.
研究的目的:
- 为所有PSC设计和合成一种新的窄带间聚合物受体.
- 解决现有的全PSC技术中的Jsc和能量损耗的局限性.
主要方法:
- 在聚合物受体 (PZT系列) 中嵌入本佐特醇 (BTz) 核心的化环段.
- 合成一个区域常规的PZT (PZT-γ) 衍生物,以提高区域特异性.
- 使用开发的PZT材料制造和表征所有PSC.
主要成果:
- 与含有BT的聚合物相比,PZT衍生品具有红移光学吸收和上移能量水平.
- 区域常规的PZT-γ可实现更好的骨干排序和混合形态.
- 基于PZT-γ的全PSC实现了创纪录的功率转换效率15.8%,增强了Jsc (24.7 mA/cm2) 和低能耗 (0.51 eV).
结论:
- 基于BTz核心的新型PZT系列,特别是区域常规的PZT-γ,显著提高了所有PSC的性能.
- 这些发现为开发高效全聚合物太阳能电池提供了有前途的途径.
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