调节相位分离动力学,用于高效率和机械坚固的全聚合物太阳能电池
Jianqiu Wang1, Yafei Wang1,2, Kaihu Xian3
1State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry, Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 4, 2023
概括
研究人员开发了一种全聚合物太阳能电池 (全PSC) 的新型聚合物,实现了创纪录的18.6%的功率转换效率. 这一进步提高了灵活的电子设备的稳定性和性能.
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:
- 全聚合物太阳能电池 (全PSC) 为可穿戴电子产品提供了卓越的稳定性和灵活性.
- 目前所有PSC的功率转换效率 (PCEs) 受到材料特性和混合物形态的限制.
- 现有的PCE落后于基于小分子受体的有机太阳能电池.
研究的目的:
- 通过分子设计和三元混合来增强全聚合物太阳能电池的PCE.
- 优化混合物形态,减少所有PSC的电压损失.
- 为大规模的灵活应用开发稳定,高性能的全PSC.
主要方法:
- 合成和应用一种新型聚合物供体 (PBDB-TFCl).
- 实施一个三元策略与一个客供者 (D18-Cl) 和接受者 (PY-IT).
- 材料特性,混合物形态和光伏设备性能的表征.
主要成果:
- 新型聚合物PBDB-TFCl在三元混合物中实现了创纪录的PCE18.6% (认证18.3%).
- 三元策略优化了能量水平,减少了电压损失,并改善了薄膜结晶性.
- 大面积 (36厘米) 的灵活模块显示了15.1%的PCE,增强了光稳定性和机械强度.
结论:
- 分子设计和三元混合是改善所有PSC性能的有效策略.
- 开发的全PSC系统显示出稳定,大规模的灵活太阳能采集的巨大潜力.
- 这项工作解决了所有PSC效率和形态学的关键局限性,用于实际应用.
