构建多尺度纤维形态,通过混合高分子量和低分子量D18实现20%的效率有机太阳能电池
Nan Wei1,2, Jieni Chen3, Yetai Cheng2
1Beijing Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Materials, College of Chemistry, Beijing Normal University, Beijing, 100875, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|September 2, 2024
概括
混合高分子量和低分子量D18聚合物,在有机太阳能电池 (OSC) 中创建纤维网络. 这增强了电荷传输和激子解离,实现了20.0%的功率转换效率 (PCE).
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:
- 有机太阳能电池 (OSC) 需要精确控制活性层形态,以获得最佳性能.
- 聚合物供体形态显著影响激电动力学和电荷传输特性.
研究的目的:
- 调查混合不同分子量的聚合物供体对OSC活性层形态和性能的影响.
- 制定一项战略,以提高OSC的电荷传输,激子解离和整体功率转换效率 (PCE).
主要方法:
- 将高分子量D18 (HW-D18) 与10%的低分子量D18 (LW-D18) 混合在一起,形成一个MIX-D18活性层.
- 描述多尺度相互透的光纤网络结构和分子堆叠.
- 使用MIX-D18活性层与L8-BO非富勒烯接受器制造和测试OSC设备.
主要成果:
- MIX-D18活性层表现出扩展的刺激子扩散距离和有序的分子堆叠.
- 配备MIX-D18的设备显示了更好的电子和孔传输,增强了刺激离合,以及更好的电荷收集效率.
- 在使用MIX-D18混合物的设备中观察到减少了陷辅助重组.
- 取得了20.0%的显著功率转换效率 (PCE).
结论:
- 混合不同分子重量的聚合物是一种有效的策略,用于设计OSC中的活性层形态.
- 这种方法成功地整合了不同聚合物分子重量的有利性质,从而提高了设备的性能.
- 开发的方法为提高有机太阳能电池效率提供了一条新的途径.
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