乙醇可加工无机有机混合孔运输层启用 20.12% 效率 有机太阳能电池
Hongjia Li1, Yinfeng Li1, Xingjian Dai1
1School of Chemical Engineering and State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering, Sichuan University, Chengdu, 610065, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 4, 2024
概括
使用氧化和自组装单层开发了一种新的无机有机混合孔输送层,用于高效的有机太阳能电池. 这种先进的HTL在散装异质连接装置中实现了创纪录的20.12%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:
- 孔输送层 (HTL) 对于有机太阳能电池 (OSC) 中有效的电荷提取至关重要.
- 开发高性能,稳定和具有成本效益的HTL仍然是推动OSC技术发展的关键挑战.
- 无机有机混合材料由于其可调节的特性,因此有可能改善HTL性能.
研究的目的:
- 为有机太阳能电池开发高性能无机有机混合孔传输层 (HTL).
- 为潜在的HTL应用合成和描述金属氧化物前体.
- 优化HTL结构以提高电荷提取和设备效率.
主要方法:
- 合成金属氧化物薄膜 (VOx,Nb2O5,Ta2O5) 使用低温热和氧化物前体的UV臭氧处理.
- 通过在Nb2O5.5.z上沉积 (2-(9H-carbazol-9-yl) ethyl) 酸 (2PACz) 的自组装单层 (SAM),形成一种无机有机混合HTL.
- 使用各种光活性混合物 (PM6:L8-BO,PM6:BTP-eC9,D18:BTP-eC9) 开发的HTL进行有机太阳能电池 (OSC) 的制造和表征.
主要成果:
- Nb2O5薄膜表现出极好的透射率,高的工作功能,良好的导电性,以及紧,均的结构,缺陷最小.
- Nb2O5 / 2PACz混合HTL有效地被动化了接口缺陷,并改善了与光活性层的接触.
- 使用Nb2O5/2PACz HTL的OSC实现了高功率转换效率:19.44% (PM6:L8-BO),19.18% (PM6:BTP-eC9),以及创纪录的20.12% (D18:BTP-eC9).
结论:
- 开发的Nb2O5/2PACz无机有机混合HTL显示了有机太阳能电池的卓越性能.
- 优化的HTL促进了高效的电荷提取和运输,从而实现了高功率转换效率.
- 这项工作为使用二元组件光活性层的散装异质连接有机太阳能电池设定了新的基准.


