高性能矿太阳能电池的无离子补充剂聚合物孔运输材料
Qiang Fu1, Xingchen Tang1, Hang Liu1
1The Centre of Nanoscale Science and Technology and Key Laboratory of Functional Polymer Materials, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry and Renewable Energy Conversion and Storage Center (RECAST), Nankai University, Tianjin 300071, China.
Journal of the American Chemical Society
|May 20, 2022
概括
研究人员开发了一种用于矿太阳能电池的新型无添加剂输送材料 (HTM). 这种新型聚合物可提高设备的效率和稳定性, 克服当前合材料的局限性.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 有机电子
背景情况:
- 螺旋OMeTAD是矿太阳能电池 (PSC) 中的标准孔运输材料 (HTM),但需要使用剂以获得最佳性能.
- 兴奋剂 由于吸湿剂和空气氧化,Spiro-OMeTAD引入了不稳定性,阻碍了商业化.
- 开发无兴奋剂的HTM对于稳定可扩展的PSC技术至关重要.
研究的目的:
- 为高性能矿太阳能电池 (PSC) 设计和合成一种新型无添加剂的孔运输材料 (HTM).
- 研究聚合物合金的结构性质关系,以获得可调的晶体性和增强的电荷传输.
- 展示合金策略的潜力,以克服常规合HTM的局限性.
主要方法:
- 使用具有相似结构但不同晶度的两个合聚合物 (PM6和PMSe) 的合金策略.
- 微调聚合物包装和结晶度通过混合来控制 π-π 堆叠距离.
- 理论和实验分析以了解聚合物合金的结构性质关系.
- 使用开发的无添加剂HTM制造和表征矿太阳能电池 (PSC).
主要成果:
- 聚合物合金表现出调节的结晶性和较短的π-π堆叠距离,这是由于改善的骨干平面性和CO··Se非对应相互作用.
- 使用无添加剂聚合物合金HTM的优化PSC实现了24.53%的功率转换效率和1.19V的高开通电压.
- 新的HTM表现出明显改善的稳定性,相比于被注的Spiro- OMeTAD (PCE= 22. 54%) 的设备.
结论:
- 开发的聚合物合金作为高效和稳定的矿太阳能电池 (PSC) 的有效无添加剂HTM.
- 合金策略为设计先进的HTM提供了一个有前途的途径,克服了剂引起的不稳定性问题.
- 这项工作为PSC商业化铺平了道路,
