作为完全可拉伸的反转有机太阳能电池的电子传输材料的n-Doping交叉链接状化合物
Cheng Wang1, Yufei Xin2, Haoran Gu1
1School of Materials Science and Engineering and Tianjin Key Laboratory of Molecular Optoelectronic Science, Tianjin University, Key Laboratory of Organic Integrated Circuits, Ministry of Education, and Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), Tianjin, 300072, P.R. China.
研究人员使用侧链交叉连接为有机太阳能电池 (OSC) 开发了一种可伸缩电子输送层 (ETL). 这种新的ETL提高了设备的稳定性,并使完全可拉伸的OSC具有高功率转换效率.
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:
- 氧化 (ZnO) 是反转有机太阳能电池 (OSC) 中常见的电子输送层 (ETL).
- ZnO的光催化活性和脆性限制了设备的稳定性和伸展性.
- 开发灵活稳定的OSC需要先进的ETL材料.
研究的目的:
- 为倒置的OSCs设计一个内在可拉伸的ETL.
- 为了提高有机太阳能电池的性能和稳定性.
- 为了使可穿戴应用的完全伸展的OSCs的制造.
主要方法:
- 使用侧链交叉连接策略创建了一个新的ETL.
- 一种类型化合物上的原子与聚乙烯胺 (PEI) 中的氨基群交叉连接.
- 由此产生的薄膜QBr-PEI-50,其特点是电导率和伸展性.
主要成果:
- QBr-PEI-50表现出高电导率 (0.049 S/m) 和出色的伸展性 (裂纹开始时的应变>45%).
- 使用QBr-PEI-50的倒置OSC实现了18.27%的功率转换效率 (PCE) 和超过10,000小时的T80寿命.
- 采用QBr-PEI-50的完全可拉伸的倒置OSC显示PCE为14.01%,在21%的应变下保留了80%的初始PCE.
结论:
- 开发的QBr-PEI-50 ETL在反转OSC的性能和稳定性方面超过了ZnO.
- 这种本质上可以拉伸的ETL是下一代可穿戴电子设备的有希望的候选人.
- 侧链交叉连接方法提供了一条可行的途径,以实现高度可拉伸和高效的电子材料.
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