用于平衡有机太阳能电池中的效率和稳定性的U形二进制受体
Pengfei Ding1,2, Zhenyu Chen1,2, Daobin Yang1,2
1Zhejiang Engineering Research Center for Energy Optoelectronic Materials and Devices, Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo, 315201, China.
研究人员使用U形二维接受器作为第三个组件增强了有机太阳能电池 (OSC). 这大大提高了功率转换效率 (PCE) 和大大提高了热稳定性,为商业化铺平了道路.
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) 面临着由于稳定性问题而实现商业可行性的挑战,尽管电力转换效率 (PCE) 得到了改善.
- 研究了三元策略,以克服二元有机太阳能电池架构的局限性.
研究的目的:
- 调查引入U形二维受体 (5-IDT和6-IDT) 作为二进制OSC中的第三个组件的影响.
- 为了提高有机太阳能电池的功率转换效率 (PCE) 和热稳定性.
主要方法:
- 作为二元有机太阳能电池中的第三个组件,将U形二维受体 (5-IDT和6-IDT) 纳入.
- 设备性能的表征,包括PCE,激子解离,电荷传输和能量障碍.
- 通过长时间的热应力测试 (1000小时) 评估热稳定性.
主要成果:
- 使用6 - IDT和5 - IDT的第三级OSC分别实现了创纪录的PCE率19.32%和19.96%,这是寡合体受体的最高水平.
- 观察到热稳定性的显著改善,在1000小时后,效率保留从18%增加到32% (6-IDT) 和75% (5-IDT).
- 增强的稳定性归因于5-IDT较小分子长度能够稳定混合物形态的能力.
结论:
- 引入U型二维受体作为第三个组件是一种有效的策略,可以同时提高OSC中的PCE和热稳定性.
- 分子设计,特别是二维接受器的长度,在形态稳定和设备性能方面起着至关重要的作用.
- 这些发现代表着有机太阳能电池在商业上可行性的重大进展.
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