协同吸附的自组装单层使得高性能矿和有机太阳能电池成为可能
Dongyang Li1,2, Qing Lian1, Tao Du3
1Department of Materials Science and Engineering, Southern University of Science and Technology, 518055, Shenzhen, Guangdong Province, China.
Nature communications
|September 1, 2024
概括
使用PyCA-3F的新共同吸收策略增强了太阳能电池的自组装单层 (SAM). 这提高了矿太阳能电池 (PSC) 和有机太阳能电池 (OSC) 的性能和稳定性.
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.
- 表面化学 表面化学
背景情况:
- 自组装单层 (SAM) 对于高性能矿太阳能电池 (PSC) 和有机太阳能电池 (OSC) 非常重要,因为它可以减少界面能量损失.
- 在SAM中优化埋藏界面是进一步提高设备效率和稳定性的关键.
研究的目的:
- 引入使用2-chloro-5-(trifluoromethyl) isonicotinic acid (PyCA-3F) 的新型共同吸收 (CA) 策略,以提高SAM的性能.
- 调查PyCA-3F对PSC和OSC接口属性和设备性能的影响.
- 评估结合CA策略的设备的运行稳定性.
主要方法:
- 一个新的小分子,PyCA-3F,作为2PACz和矿/有机层之间的埋藏界面的共同吸收剂.
- 该策略旨在减少2PACz聚合,改善表面光滑性,并增加SAM层的工作功能.
- 用CA策略对PSC和OSC进行了设备性能和稳定性的评估.
主要成果:
- 使用PyCA-3F的CA策略有效地减少了2PACz聚合,并改善了表面形态.
- 矿太阳能电池 (PSCs) 的功率转换效率 (PCEs) 超过25% (认证为24.68%),结晶性和孔取能力得到改善.
- 有机太阳能电池 (OSCs) 显示出显著的PCEs为19.51%,在不同OSC系统中观察到的普遍改善.
- 封装PSC和OSC在1000小时的稳定性测试后保留了大约90%和80%的初始PCE.
结论:
- 使用PyCA-3F的共同吸收 (CA) 策略提供了一种简单有效的方法来提高太阳能电池中的SAM性能.
- 这种方法使PSC和具有p-i-n结构的OSC在电力转换效率方面取得了重大突破.
- 设备的改进的操作稳定性突显了这一战略在可再生能源领域的实际应用中的潜力.


