通过二进制稀释策略实现所需的伪平面异质连接有机太阳能电池
Lin Wen1, Houdong Mao1, Lifu Zhang2
1College of Chemistry and Chemical Engineering/Institute of Polymers and Energy Chemistry (IPEC) Nanchang University, 999 Xuefu Avenue, Nanchang, 330031, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 13, 2023
概括
一个新的二进制稀释策略使有机太阳能电池 (OSC) 的梯度形态成为可能. 这种方法增强了激发过程和电荷传输,将功率转换效率提高到19.32%.
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:
- 有机太阳能电池 (OSC) 的性能严重依赖于其光活性层的形态.
- 对于OSC,在伪平面异面连接 (P-PHJ) 中实现理想的梯度相分离仍然是一个挑战.
- 垂直的供体-接受体梯度分布对于高效的激子生成,解离和电荷传输至关重要.
研究的目的:
- 开发一种可控制的方法,以准备具有梯度供体-接受体分布的伪平面异质连接 (P-PHJ) 膜.
- 为了研究这种渐变形态对有机太阳能电池性能的影响.
- 为了优化活性层聚合和相位纯度,以减少能量干扰和电压损失.
主要方法:
- 采用二元稀释策略,使用PM6供体和BO-4Cl受体溶液.
- 使用序列沉积来创建具有受控垂直梯度形态的P-PHJ膜.
- 膜形态,聚合,相纯度和设备性能指标的表征.
主要成果:
- 二元稀释策略成功地创建了具有显著捐助者 (D) 和接受者 (A) 垂直梯度分布的P-PHJ膜.
- 这种架构促进了更大的D / A相互透的区域,促进激发过程和优化载体动态.
- 该P-PHJ设备实现了高功率转换效率 (PCE) 的19.32%,超过平面二进制 (17.67%) 和三进制批量异质连接 (18.49%) 设备.
结论:
- 拟议的二进制稀释策略是一种简单但有效的方法,用于在OSCs中构建理想的活性层形态.
- 梯度相隔形态显著增强电荷的产生,运输,并减少能量障碍,导致高性能设备.
- 这种方法为下一代高效有机太阳能电池的开发提供了一个有希望的途径.
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