一层一层的全聚合物太阳能电池的效率超过18.2%,这些太阳能电池采用同质性 ((III)) 碳复合物作为固体添加剂
Hang Zhou1, Yingjie Sun2, Miao Zhang2
1Key Laboratory of Luminescence and Optical Information (Ministry of Education), Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China.
Science bulletin
|July 26, 2024
概括
将三重材料纳入聚合物太阳能电池可以通过延长激子寿命和改善电荷传输来显著提高效率. 这种方法提高了层次的全聚合物太阳能电池的功率转换效率.
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:
- 高效的聚合物太阳能电池 (PSC) 需要平衡的激子解离和电荷传输,受活性层垂直相分布的影响.
- 一层一层 (LbL) 的PSC是使用连续的旋转涂层制造的,旨在在整洁的捐赠/接受层中增强激子解离和电荷传输.
研究的目的:
- 为了研究将三重材料m-Ir(CPmPB) 3纳入LbL全聚合物太阳能电池 (APSC) 的接受层的效果.
- 通过使用三重材料作为固体添加剂来增强刺激子的寿命并提高LbL APSC的性能.
主要方法:
- 使用PM6作为捐助者和PY-DT作为接受者制造LbL APSC.
- 将不同度的三重材料m-Ir(CPmPB) 3纳入PY-DT受体层.
- 设备性能的表征,包括功率转换效率 (PCE),短路电流密度 (JSC) 和填充因子 (FF).
- 光发光 (PL) 光谱和寿命测量以确认能量转移和延长激子寿命.
主要成果:
- 在PY-DT层中加入0.3%重量%m-Ir(CPmPB) 3使LbL APSC的PCE从17.32%提高到18.24%.
- 这种效率提升伴随着JSC的同时增加到25.17 mA cm-2和FF的74.70%.
- 通过增加PL强度和延长PL寿命,证据表明从m-Ir(CPmPB) 3到PM6和PY-DT的有效能量转移得到了证实.
结论:
- 三重物质m-Ir(CPmPB) 3有效地延长了活性层中的激子寿命,从而增加了激子扩散距离.
- 三重材料作为有希望的固体添加剂,用于制造高效的LbL APSC.
- 这一策略提供了一条可行的途径,通过受控的激子动态来提高聚合物太阳能电池的性能.
