在pH中性结合的多电解质中实现高兴奋剂密度,以实现有机太阳能电池的有效穿孔传输材料
Jiayu Li1, He Wang1, Yao Tong1
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, P. R. China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|October 14, 2024
概括
研究人员为有机太阳能电池 (OSC) 开发了新的pH中性结合聚电解质 (CPE). 这些材料通过增加兴奋剂密度来显著提高性能,克服了OSC技术的一个关键局限性.
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:
- 有机太阳能电池 (OSCs) 的性能受到缺乏有效,非腐蚀性孔输送层 (HTL) 材料的限制.
- 现有的pH中性结合聚电解质 (CPE) 性能低于酸化替代品,因为化密度不足.
研究的目的:
- 设计和合成具有高兴剂密度的新型pH中性CPE,以提高OSC性能.
- 通过提高孔运输效率来解决OSC当前HTL材料的局限性.
主要方法:
- 合成的硫烯单体与硫酸盐终结的醇侧链进行聚合.
- 开发了一系列pH中性CPE,包括PTT-F,具有增强的自我兴奋剂特性.
- 使用基于PTT-F的新型HTL制造的二进制OSC.
主要成果:
- 合成的CPE PTT-F显示了兴奋剂密度的显著增加,从2.01 × 10^17增加到7.02 × 10^18 cm^-3.
- 基于 PTT-F 的 HTL 导致耗尽区域宽度降低 (8.1 nm),并且在孔运输过程中最大限度地减少了能量损失.
- 在二进制OSC中实现了18.8%的功率转换效率 (PCE),这是使用基于CPE的HTL的OSC报告的最高值.
结论:
- 开发的pH中性CPE具有高兴奋剂密度,具有特殊的洞收集能力.
- 这项工作在为有机太阳能电池设计高性能HTL材料方面取得了重大进展.
- 这些发现为更高效,更稳定的OSC设备铺平了道路.
