在NiOx上制造基于Bithiophene Imide的自组装单层 (SAM),用于使用两步方法制造的高性能锡矿太阳能电池
Arulmozhi Velusamy1, Chun-Hsiao Kuan2, Tsung-Chun Lin2
1Department of Chemistry and Research Center of New Generation Light Driven Photovoltaic Modules, National Central University, Taoyuan 32001, Taiwan.
ACS applied materials & interfaces
|December 27, 2024
概括
基于双胺基 (BTI) 的新有机小分子被用作锡矿太阳能电池 (TPSC) 中的自组装单层 (SAM). 这一战略提高了设备的性能和长期稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 锡矿太阳能电池 (TPSC) 需要高效的电荷传输层以获得最佳性能.
- 有机小分子为太阳能电池的接口工程提供可调节的特性.
研究的目的:
- 开发基于双胺 (BTI) 的新型有机小分子,用于TPSC中作为自组装单层 (SAM).
- 研究基侧链长度对SAM形成和TPSC性能的影响.
- 提高TPSC的功率转换效率 (PCE) 和长期稳定性.
主要方法:
- 合成了三种新的基于BTI的有机小分子 (BTI-MN-b4,BTI-MN-b8,BTI-MN-b16),具有不同的基侧链.
- 使用这些分子作为SAM在NiOx膜上的TPSCs的制造.
- 使用包括单晶X射线衍射,热分析,光学光谱学,电化学,形态分析和光伏测量在内的技术,对SAM和TPSC设备进行表征.
- 在3600小时内评估设备的稳定性.
主要成果:
- 在优化基侧链的NiOx/ITO基板上成功形成均的SAM (BTI-MN-b8).
- 在包含NiOx/BTI-MN-b8.8的TPSC中达到8.6%的最大PCE.
- 证明了卓越的长期稳定性,在3600小时后保持大约80%的初始效率.
- 确定了SAM侧链在形成高质量的矿层中的关键作用.
结论:
- 基于BTI的SAM,特别是BTI-MN-b8,有效地修改了TPSC中的NiOx接口.
- 氧和BTI-MN-b8 SAMs的组合为提高TPSC性能和稳定性提供了一个有希望的战略.
- 这项工作为通过接口工程和两步制造推进TPSC技术提供了可行的途径.
