操纵垂直相位分离使伪平面异构连接有机太阳能电池通过三级聚合实现了超过19%的效率
Dan He1, Jixiang Zhou1, Yufan Zhu1
1State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha, 410083, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 8, 2023
概括
三级聚合优化有机太阳能电池 (OSC) 中的垂直相分离. 这一策略增强了刺激子解离和电荷传输,在聚合物供体中实现了创纪录的功率转换效率 (PCE) 19.10%.
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:
- 在伪平面异构连接 (PPHJ) 有机太阳能电池 (OSC) 中,高效的功率转换依赖于受控的垂直相隔.
- 在PPHJ OSC中通过分子设计优化这种相位分离仍然是一个未经探索的领域.
研究的目的:
- 开发使用三元聚合物的新型聚合物供体,以微调PPHJ OSC中的垂直相分离.
- 研究分子设计对可溶性,聚合性,导向性和可混合性的影响,以提高设备性能.
主要方法:
- 使用三元聚合来合成一系列的聚合物供体 (DL1-DL4).
- 合成的聚合物被纳入具有Y6受体的PPHJ OSC.
- 设备的性能是基于刺激子解离,电荷传输和重组动力学来评估的.
主要成果:
- 聚合物DL1表现出增强的溶解性,减少聚合,以及有利的边缘方向,促进Y6透和供体/接受体接口.
- DL1与Y6保持了高晶度和良好的混合性,导致有序的分子包装和优化的垂直相分离.
- 基于DL1/Y6的PPHJ OSCs表现出优异的激子解离,电荷载体流动性和减少的重组,为聚合物捐赠者实现了创纪录的PCE19.10%.
结论:
- 三级聚合是一种有效的策略,用于控制PPHJOSC的垂直相分离.
- 通过三元聚合,分子工程可以通过优化活性层形态来显著提高OSC性能.
- 开发的聚合物供体DL1为PPHJOSC中PCE设定了新的基准.
