高性能成型有机太阳能电池由精制的双纤维网络形态和改进的活性层介电常数实现

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:

• 高性能有机太阳能电池 (OSC) 通常依赖于后处理,导致形态不稳定.
• 在没有后处理的情况下开发高效的造OSC对于工业可扩展性至关重要,但仍然具有挑战性.
• 实现高功率转换效率 (PCE) 的最佳活性层形态是一个关键障碍.

研究的目的:

• 开发高效的造有机太阳能电池 (OSC),提高稳定性.
• 研究一种新的聚合物受体 (PY-TPT) 对活性层形态和设备性能的影响.
• 通过可扩展的制造方法来证明工业生产的潜力.

主要方法:

• 在D18:L8-BO混合物中引入一种具有高介电常数的新型聚合物受体PY-TPT.
• 在活性层中形成双纤维网络形态.
• 评估设备性能,包括PCE,光稳定性,以及绿色溶剂处理,厚膜和模块设备的特性.

主要成果:

• 在没有后处理的情况下,在造的OSC中实现了创纪录的18.60%的PCE.
• 纳入PY-TPT增强了介电常数,降低了激子结合能,促进了高效的激子解离和电荷传输.
• 观察到优异的光稳定性,以及绿色溶剂处理 (17.45%),厚膜 (17.54%) 和模块 (13.84%) 设备的有希望的PCE.

结论:

• 通过引入像PY-TPT这样的高介电常数聚合物受体,可以构建高效的成型OSC.
• 这一策略克服了后处理的局限性,为稳定和高性能设备提供了一条途径.
• 这些发现为有机太阳能电池的实际应用和工业生产铺平了道路.