非富勒烯受体之间的相互作用导致不稳定的三元有机光伏电池
Yongxi Li1, Xinjing Huang2, Austin R Mencke3
1Department of Electrical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109.
在三元有机光伏 (OPV) 中,来自终端封闭反应的杂质会损害设备的性能和可靠性. 建议对分子设计进行更改,以提高OPV的可再生性和寿命.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 对有机半导体纯度,组成和结构的精确控制对于有机光伏 (OPV) 设备的持续性能和寿命至关重要.
- 大批量太阳能电池制造需要严格的材料质量控制,以提高产量和成本效益.
- 与二进制混合物相比,使用两个接受器-捐赠者-接受器 (A-D-A) 非烯接受器 (NFAs) 和一个捐赠者,增强光谱覆盖率并减少能量损失.
研究的目的:
- 为了研究在批量异质连接薄膜形成过程中三元混合OPV中的纯度妥协.
- 确定杂质的来源及其对设备可重复性和长期可靠性的影响.
- 提出分子设计策略,以提高三元OPV的可复制性和可靠性.
主要方法:
- 在加工过程中对三元混合OPV中杂质形成的分析.
- 确定C=C/C=C交换反应作为杂质的来源.
- 评估杂质对电荷转移,形态和光降解的影响.
主要成果:
- 三元混合物的纯度在批量异质连接薄膜形成过程中受到损害.
- 杂质来源于AD-A NFA的末端封闭交换反应,产生多达四个双极杂质成分.
- 杂质会降低电荷生成效率,导致形态不稳定,并增加对光降解的脆弱性,导致在10个太阳照明下在265小时内>35%的效率下降.
结论:
- 在AD-A NFA中,终极限制交换反应不利于三元OPV的性能和可靠性.
- 生成的杂质干扰电荷转移,导致效率降低和降解加速.
- 通过分子设计避免终端封闭反应对于提高三元OPV的可复制性和长期稳定性至关重要.
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