使用1,3,5-三二二的垂直相调节可达到18.5%的效率 二元有机太阳能电池
Chaofeng Zhu1, Sein Chung2, Jingjing Zhao1
1Center on Nanoenergy Research, Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Blue Energy and Systems Integration, Carbon Peak and Neutrality Science and Technology Development Institute, School of Physical Science & Technology, Guangxi University, Nanning, 530004, China.
一种新的固体添加剂,1,3,5-三博 (TBB),通过优化垂直相分布来提高有机太阳能电池的性能. 这种方法通过改善电荷载体动力学和减少重组,将功率转换效率提高到18.5%.
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:
- 在有机太阳能电池 (OSC) 中的顺序沉积改善了垂直相分布,从而提高了功率转换效率.
- 使用高沸点溶剂添加剂进行形态控制是常见的,但由于残留溶剂可能导致稳定性问题.
- 实现稳定和高效的OSC需要精确控制形态和垂直相分布.
研究的目的:
- 调查使用1,3,5-三 (TBB) 作为固体添加剂来调节基于D18-Cl/L8-BO的OSC的垂直相分布.
- 通过结合固体添加剂处理和热回火,增强OSC的形态稳定性和设备性能.
- 探索TBB对光活性层内电荷生成,传输和重组动态的影响.
主要方法:
- 有机太阳能电池层的连续沉积.
- 在接受器溶液中加入1,3,5-三博 (TBB),一种挥发性固体添加剂.
- 在TBB处理的设备上应用的组合热回火工艺.
- 设备性能的表征,包括功率转换效率 (PCE),开放电路电压 (Voc),激发率,电荷载体移动性和电荷载体寿命.
主要成果:
- 接受TBB治疗的OSC显示冠军PCE为18.5% (平均为18.1%),明显高于控制装置.
- 设备表现出增强的激发率,电荷载体移动性和电荷载体寿命.
- 在TBB处理的设备中观察到减少双分子电荷重组.
- 开放电路电压超过900mV,表明电荷分离的改善和损失的减少.
结论:
- 使用TBB作为固体添加剂有效调节了顺序沉积的OSC中的垂直相分布.
- 结合TBB和热导致通过优化形态和电荷动态优化设备性能.
- 垂直方向的梯度分布的捐助者-接受者度是提高性能的关键,为高效的OSCs提供了一种新策略.
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