通过将高分子二极管单元引入到聚合物中,实现了具有19.45%效率的四基可加工有机太阳能电池
Chentong Liao1, Xiaopeng Xu2, Tongyan Yang2
1College of Materials and Chemistry & Chemical Engineering, Chengdu University of Technology, Chengdu, 610059, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 14, 2024
概括
高性能有机太阳能电池 (OSCs) 是使用环保四水 (THF) 开发的. 这些非芳香溶剂加工的设备实现了与传统方法相竞争的效率,推进了可持续的光伏技术.
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:
- 开发有机太阳能电池 (OSC) 需要环保的加工溶剂,但材料溶解性仍然是一个挑战.
- 在可持续的有机光伏 (OPV) 应用中,偏好使用无素,非芳香溶剂.
- 光活性材料的有限溶解性阻碍了使用诸如四二 (THF) 等更绿色的溶剂.
研究的目的:
- 设计高性能有机太阳能电池 (OSCs),可在四二 (THF) 中进行处理.
- 提高光活性材料的可溶性,吸收性和电子性质,以进行环保加工.
- 为了实现具有竞争力的功率转换效率 (PCE),使用无素,非芳香溶剂.
主要方法:
- 将dithienophthalimide (DPI) 纳入PM6聚合物骨干中,以提高THF的溶解性和薄膜结晶性.
- 二元 (PBD-10:L8-BO) 和三元 (PBD-10:L8-BO:PBTz-F) 有机太阳能电池的制造和特征.
- 使用THF作为溶剂优化设备架构和处理条件.
主要成果:
- 使用THF处理的二进制OSC实现了18.79%的功率转换效率 (PCE).
- 在与THF处理时,结合PBTz-F的第三级OSC达到19.45%的PCE.
- 这些效率代表了使用无素,非芳香溶剂加工的OSCs报告的最高效率.
结论:
- 在THF加工中,添加dithienophthalimide (DPI) 增强了材料的溶解性和电子特性.
- 三元混合策略进一步提高了OSC的表现,证明了协同效应.
- 这项研究在可持续的有机太阳能电池制造方面取得了重大进展,使更绿色的OPV技术成为可能.
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