在高效厚膜有机太阳能电池中,通过聚合物吸附进行 π-π 堆叠调制,以延长激发扩散
Zhen Fu1, Jia-Wei Qiao1, Feng-Zhe Cui1
1School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan, Shandong, 250100, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|February 22, 2024
概括
这项研究通过结合绝缘聚烯来提高有机太阳能电池 (OSC) 在厚薄膜中的效率. 这一策略改善了激子扩散,使实际大规模生产能够实现高功率转换效率.
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:
- 有效的有机太阳能电池 (OSC) 对于可扩展的制造,如卷对卷印刷至关重要.
- 在OSC中较厚的活性层通常会导致功率转换效率降低.
- 优化刺激子扩散长度对于高性能厚膜OSC至关重要.
研究的目的:
- 开发一种制造适合大规模生产的高效厚膜OSC的方法.
- 调查结合绝缘聚合物的对激电动力学和设备性能的影响.
- 为了增强分子间相互作用和活性层中的分子排序.
主要方法:
- 采用了聚合物吸附策略与逐层方法相结合.
- 绝缘聚钢 (PS) 被纳入PM6:L8-BO输送系统,产生PM6+PS:L8-BO混合物.
- 分析了绝缘聚合物的对陷状态,刺激子扩散长度和分子堆叠的影响.
主要成果:
- 添加PS抑制了陷状态,并在供体域中延长了刺激子扩散长度.
- 由于具有环的绝缘聚合物,观察到增强的π-π堆叠和分子间相互作用.
- 在PM6+PS:L8-BO混合膜中,高功率转换效率达到19.05% (100nm),18.15% (300nm) 和16.00% (500nm).
结论:
- 结合绝缘聚合物是一种有效的策略,用于改善厚膜OSC中的激子扩散.
- 这种方法促进了高效,厚膜OSC的制造,为实际的大规模生产铺平了道路.
- 这些发现为材料选择提供了宝贵的见解,以优化有机太阳能电池中的激子扩散.
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