最终扩展的结合策略,以减少二元全聚合物太阳能电池中的效率-稳定性-机械稳定性差距
Xu Zhang1,2, Huanhuan Gao3, Yuanyuan Kan1,2
1Shandong Provincial Key Laboratory for Science of Material Creation and Energy Conversion, Science Center for Material Creation and Energy Conversion, Institute of Frontier Chemistry, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Qingdao, 266237, P. R. China.
研究人员开发了一种新的聚合物接受器,PY-NFT,用于全聚合物太阳能电池 (APSC). 这项创新显著提高了功率转换效率 (PCE),并提高了机械和热稳定性,以实现商业可行性.
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:
- 全聚合物太阳能电池 (APSC) 的商业化需要高效率,机械强度和热稳定性.
- 在APSC中,聚合物链纠往往导致复杂的形态,阻碍填充因子和稳定性.
研究的目的:
- 为了应对APSC形态和稳定性的挑战.
- 开发终端组扩展聚合物接受器,以提高设备性能.
主要方法:
- 合成了一种新的终端组扩展聚合物受体,PY-NFT.
- 形态分析以研究分子包装和相位分离.
- 基于PM6:PY-NFT的太阳能电池的制造和测试.
- 聚合物混合膜的热老化研究和机械测试.
主要成果:
- PM6:PY-NFT混合物展示了密切排序的分子包装和有利的相位分离.
- 在二进制APSC中实现了创纪录的功率转换效率 (PCE) 19.12%.
- 这种混合物表现出极好的形态稳定性,在65°C下1500小时后保持90%的初始效率.
- 证明了出色的机械延展性,裂纹发生应变率为24.1%.
结论:
- 合理的化学结构创新,特别是合扩展,是优化APSC性能的关键.
- 采用PY-NFT接收器可以实现有利的相位分离和稳定的形态,从而实现高效率和耐用性.
- 这项工作为开发高性能,稳定和机械强大的APSC提供了可行的策略.
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