双重战略定制分子结构的无多孔运输材料,以实现高效和稳定的矿太阳能电池

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 无添加剂的孔运输材料 (HTM) 对于高效和稳定的矿太阳能电池 (PSC) 是至关重要的.
• 当前的HTM设计策略通常依赖于单一的方法,限制了性能优化.
• 开发具有增强性能的新型HTM对于推进PSC技术至关重要.

研究的目的:

• 设计和合成新的无兴奋剂HTM,采用双重战略方法,结合结合和侧链工程.
• 研究这些新型HTM的结构-属性关系.
• 为了实现高功率转换效率 (PCE) 和n-i-p矿太阳能电池 (PSC) 的长期稳定性.

主要方法:

• 合成了基于dithienothiophenepyrrole (DTTP) 核心的四种HTM.
• 双重战略设计涉及联合工程和侧链工程.
• 材料属性的表征,包括平面性,薄膜质量,能量水平和孔的移动性.
• 制造和测试n-i-p PSC设备以评估性能和稳定性.

主要成果:

• DTTP-ThSO HTM采用基链和非对应性合锁,表现出卓越的平面性,薄膜质量,能量水平对齐和孔移动性.
• 这种HTM表现出强大的缺陷被动化能力.
• 基于DTTP-ThSO的无兴奋剂PSC实现了创纪录的PCE23.3%,具有显著的长期稳定性.
• 实现了82.3%的填充因子 (FF),这是无多剂的小分子基于HTM的n-i-p PSC中报告的最高值.
• 大面积设备 (1.01厘米2) 显示高PCE为20.9%.

结论:

• 结合结合和侧链工程的双策略方法是有效的设计高性能无剂HTM.
• DTTP-ThSO代表了PSC无兴奋剂HTM的重大进步,提供了高效率和稳定性.
• 这项工作为结构-性能关系提供了宝贵的见解,指导未来的HTM设计,以实现高效和稳定的PSC.