超强和高效的灵活有机太阳能电池,效率超过18%,通过结合链接器二度接收器实现了效率

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:

• 可穿戴应用需要具有高功率转换效率 (PCE) 和机械耐用性的灵活有机太阳能电池 (f-OSC).
• 高效的非富勒烯小分子受体 (NF-SMAs) 通常会导致柔软的光活性薄膜,损害设备的稳定性.
• 现有的f-OSC正在努力平衡高PCE与灵活和可穿戴应用所需的机械强度.

研究的目的:

• 提高柔性有机太阳能电池 (f-OSCs) 的机械强度和功率转换效率 (PCE).
• 为了研究在三元混合物中使用链接器二元化接受器 (DOY-TVT),以提高设备性能和稳定性.
• 解决与f-OSCs中的非富勒林小分子受体 (NF-SMA) 相关的脆性问题.

主要方法:

• 制造三元灵活的有机太阳能电池 (f-OSCs),其中包含一个链接器二分化接受器 (DOY-TVT).
• 功率转换效率 (PCE) 和机械性能的表征,包括裂纹开始应变 (COS).
• 在机械应力 (曲周期) 和热/货架储存条件下对设备稳定性的评估.

主要成果:

• 在具有超高机械强度 (COS>11%) 的f-OSC中实现了18.06%的显著PCE.
• 三级系统显示减少非辐射重组,抑制NF-SMA结晶,并改善负载分布.
• 设备在3000个曲周期后保留了97%的初始PCE,并显示出优异的长期稳定性 (89.6%在85°C的865小时后).

结论:

• 在f-OSCs中,将连接器二度受体 (DOY-TVT) 纳入,显著提高了PCE和机械稳定性.
• 与二进制系统相比,三进制混合物通过减轻NF-SMA脆性来提供更好的性能和耐用性.
• 这些发现为高性能,强大的f-OSC铺平了道路,适合要求高的可穿戴电子应用.