灵活的有机太阳能电池显示出出色的机械强度和近18%的效率
Qinrui Ye1,2, Zhenyu Chen1,2, Daobin Yang1,2
1Zhejiang Engineering Research Center for Energy Optoelectronic Materials and Devices, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo, 315201, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|August 22, 2023
概括
研究人员通过添加柔性寡合体受体 (DOA) 来开发出高度灵活的有机太阳能电池 (OSC). 这项创新显著提高了可穿戴电子产品的功率转换效率 (PCE) 和机械强度.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 可穿戴的有机太阳能电池 (OSC) 需要高功率转换效率 (PCE) 和机械强度.
- 现有的高效光活性膜 (聚合物捐赠者:PD和小分子接受者:SMAs) 通常是机械脆弱的.
- 这种脆弱性限制了它们在灵活和可穿戴设备中的应用.
研究的目的:
- 制造高效和机械强大的灵活OSCs.
- 研究将性寡合体受体 (DOA) 纳入PD:SMA系统的影响.
- 提高OSC可穿戴应用的灵活性和耐用性.
主要方法:
- 使用包含DOA的三元混合系统制造灵活的OSC.
- 制造设备的光物理,机械和光伏性能的表征.
- 具有和没有DOA,以及具有不同DOA结构 (例如DOY-C4) 的设备的比较分析.
主要成果:
- 实现了高效率 (PCE = 17.91%) 和机械强 (裂纹开始应变[COS] = 11.7%) 的灵活的OSC.
- 基于D18:N3:DOY-C4的设备显示出优越的PCE (17.91%) 和COS (11.7%) 与D18:N3参考 (PCE = 17.06%,COS = 7.8%) 相比.
- 灵活的OSC在2000个曲周期后保留了98%的初始PCE,表现优于参考 (89%).
结论:
- 结合DOA,特别是DOY-C4,可以显著提高OSC的功率转换效率和机械灵活性.
- 改进的机械性能归因于三元混合膜中结合链或纠的形成.
- DOA显示出开发高性能,机械稳定和灵活的OSC的巨大潜力,用于先进的应用.
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