多臂芳盐提高了反转有机太阳能电池的效率和稳定性
Yufei Xin1, Hang Liu1, Xiyue Dong1
1The Centre of Nanoscale Science and Technology and Key Laboratory of Functional Polymer Materials, Institute of Polymer Chemistry, College of Chemistry, Nankai University, Tianjin 300071, China.
一种新的-1,3,5-三甲胺 (PhTMABr) 改性增强有机太阳能电池中的氧化电子传输层. 这提高了效率,并大大提高了运营稳定性,为商业化铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 由于其稳定性,反向有机太阳能电池 (OSC) 是有前途的.
- 氧化 (ZnO) 是OSC中常见的电子输送层 (ETL).
- ZnO的表面缺陷和光催化活性会降解受体材料,限制OSC性能和寿命.
研究的目的:
- 开发一种修改 ZnO ETL 的方法,以提高 OSC 的效率和稳定性.
- 解决 ZnO 的局限性,包括表面缺陷和光降解问题.
- 调查-1,3,5-三甲化物 (PhTMABr) 作为 ZnO 修饰剂的有效性.
主要方法:
- 合成并应用-1,3,5-三甲化物 (PhTMABr) 来修改 ZnO ETL.
- 利用PhTMABr的弱酸性从ZnO中去除残留的氨基.
- 使用PhTMABr和ZnO之间的结相互作用来使表面缺陷无效并改善接口接触.
主要成果:
- 修改后的 ZnO ETL 的功率转换效率 (PCE) 为 18.75%,而纯 ZnO 的功率转换效率为 17.34%.
- 在65°C的1500小时热应力后,设备保持了87%的初始PCE.
- 设备在1780小时的连续1太阳照明和最大功率点 (MPP) 追踪后保持了90%的初始PCE.
- 通过MPP追踪推断的T80寿命超过了10,000小时.
结论:
- PhTMABr有效地抑制ZnO表面缺陷,并增强OSC中的电荷传输.
- 修改后的ZnOETL显著提高了反转OSC的效率和长期运行稳定性.
- 这种方法为提高有机太阳能电池的商业可行性提供了有希望的策略.
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