通过2D接收器平衡混合性和结晶性,使无素溶剂加工的有机太阳能电池能够达到19.28%的效率

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:

• 有机太阳能电池 (OSC) 为传统光伏提供了一个有希望的替代方案.
• 探索了三元混合物,通过结合第三个组件来提高OSC性能.
• 材料设计和第三部件的选择对于优化设备效率和稳定性至关重要.

研究的目的:

• 为了研究两个新的2D接受器,ATIC-C11和ATIC-BO.的结构-属性关系.
• 了解分子包装和结晶性如何影响三元OSC中的性能.
• 确定有机太阳能电池中高效的第三组件的设计原则.

主要方法:

• 合成和描述ATIC-C11和ATIC-BO接受器.
• 三元有机太阳能电池的制造和测试.
• 分析分子包装,晶体结构,薄膜形态和载体动力学.

主要成果:

• 由于侧链的差异,ATIC-C11和ATIC-BO具有不同的晶体结构和分子包装模式.
• ATIC-BO的聚合阻碍了电荷转移和解离,而ATIC-C11的兼容性促进了有序的包装和有利的相位分离.
• 基于ATIC-C11的三元器件使用非化溶剂实现了创纪录的19.28%的功率转换效率.

结论:

• 分子设计,特别是侧链工程,显著影响受体特性和三元器件性能.
• ATIC-C11展示了从无素溶剂中加工的高效,稳定和可扩展的有机光伏的优秀潜力.
• 这项研究提供了宝贵的见解,第三组件在三元的OSCs的作用,指导未来的材料开发.