形态同质性和界面修改作为提高有机太阳能电池效率和稳定性的决定因素
Tong Wang1, Jianqi Zhang1, Yifan Shen1
1CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 21, 2024
概括
形态同质性是稳定,大面积有机太阳能电池 (OSC) 的关键. 接口修改有效地提高了同质薄膜的稳定性,但在不均的薄膜中却没有.
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:
- 在大面积有机太阳能电池 (OSC) 中实现高效率和稳定性受到形态均性和界面陷的挑战.
- 了解OSC升级期间的性能退化对于商业可行性至关重要.
研究的目的:
- 研究形态同质性和界面陷对大面积有机太阳能电池 (OSC) 的性能和稳定性的影响.
- 探索界面修改在缓解不同形态的OSC降解中的有效性.
主要方法:
- 使用三种不同的基于昆素的受体 (PM6:Qx-1,PM6:Qx-2,PM6:Qx-p-4Cl) 制造和表征大面积有机太阳能电池 (OSC).
- 对形态性质的分析及其与电荷生成分布的相关性.
- 应用2-phenylethylmercaptan用于界面陷被动化,并评估其对设备稳定性的影响.
主要成果:
- 在PM6:Qx-2中不均的形态导致不均的电荷生成和大面积的OSC中的快速效率/稳定性下降.
- 在PM6:Qx-1和PM6:Qx-p-4Cl中均的形态减轻了稳定性下降.
- 使用2-phenylethylmercaptan的接口修改消除了同质薄膜 (PM6:Qx-1,PM6:Qx-p-4Cl) 的稳定性下降,但在不同质薄膜 (PM6:Qx-2) 中没有.
- 该PM6:Qx-1装置实现了13.47%的效率和2888小时的热稳定性 (T80).
结论:
- 对具有均质形态的大面积OSC来说,接口修改至关重要,有效地解决性能退化问题.
- 界面陷被动化无法克服大面积的OSC中不均薄膜引起的降解问题.
- 形态控制对于开发稳定和高性能大面积有机太阳能电池至关重要.
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