三甲基替代的结合随机聚物使高性能小型和大面积有机太阳能电池使用无素溶剂实现
Zia Ur Rehman1,2, Muhammad Haris1,2, Seung Un Ryu3
1Advanced Energy Materials Research Center, Korea Research Institute of Chemical Technology (KRICT), Daejeon, 34114, Republic of Korea.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|June 25, 2023
概括
在聚合物供体中引入三甲基 (CF3) 单位显著提高有机太阳能电池 (OSC) 的性能. 这种优化增强了光伏参数,从而在先进的OSC设备中提高了功率转换效率 (PCE).
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:
- 非富勒受体的进步需要改善高效有机太阳能电池 (OSC) 的聚合物供体.
- 随机共聚合是一种可行的策略,可以优化光活性形态和设备性能.
- 识别适合的第三组件为terpolymer捐赠者仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 通过将不同数量的三甲基替代 (CF3) 单元纳入聚合物骨干中来合成和研究一系列的聚合物供体.
- 评估CF3含量对能量水平,分子聚合,可混合性和批量异质连接形态学的影响.
- 提高有机太阳能电池的光伏参数和整体性能.
主要方法:
- 合成具有受控CF3含量的聚合物供体 (PTF3,PTF5,PTF10,PTF20,PTF50).
- 材料属性的表征,包括能量水平和形态.
- 使用合成的高聚合物制造和测试有机太阳能电池.
主要成果:
- CF3含量的微小变化导致所有光伏参数的显著改善.
- 观察到优化的能量水平,分子聚合/可混合性和批量异质连接形态.
- 最好的二元OSC设备 (PTF5:Y6-BO) 在单元电池中实现了18.2%的功率转换效率 (PCE),在使用o-xylen的子模块中 (光圈面积为54.45cm2) 达到11.6%.
结论:
- 三甲基 (CF3) 单元是制造高性能聚合物供体的高效和易用的组件.
- 结合CF3单元为提高有机太阳能电池效率提供了一个有前途的战略.
- 这项研究表明,通过精确控制聚合物成分,可以实现显著的性能提升.
