双不对称的固体添加剂使环保全聚合物太阳能电池具有超过19%的效率和出色的稳定性
Qiming Liang1, Henan Li1, Wan Xu2
1Guangdong Engineering Technology Research Center for Photoelectric Sensing Materials & Devices, Guangzhou Key Laboratory of Sensing Materials & Devices, Center for Advanced Analytical Science, School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou, Guangdong, 510006, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 23, 2025
概括
一种新的固体添加剂 (SL-1) 增强了全聚合物太阳能电池 (全PSC) 的形态和稳定性. 与传统的溶剂添加剂相比,这种方法实现了创纪录的效率,并显著延长了运行寿命.
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:
- 全聚合物太阳能电池 (全PSC) 的优化通常使用溶剂添加剂.
- 溶剂添加剂的高沸点导致它们被困,随着时间的推移降低了设备的性能.
- 需要稳定,高性能和环保的制造方法,用于所有PSCs.
研究的目的:
- 引入一种新的双非对称固体添加剂 (SL-1),用于所有PSC形态的优化.
- 研究SL-1对聚合物聚合,混合物形态和设备性能的影响.
- 提高环保型全民公益企业的效率和运营稳定性.
主要方法:
- 设计和合成一个双非对称的固体添加剂,单化非对称的dithienothiophene (SL-1).
- 利用不对称置换和核心结构的协同效应来调整分子二极极 Moment.
- 使用SL-1制造全PSC设备,并评估形态,效率和长期稳定性.
主要成果:
- 在全聚合物活性层中,SL-1促进了高度有序的π-π堆叠和有利的相隔形态.
- 在环保全PSC中实现了创纪录的功率转换效率19.19%,超过了控制添加剂SL-0 (18.37%) 和SL-2 (16.60%).
- 经SL-1处理的设备在2140小时后保持了90%以上的初始效率,外推T80寿命为12400小时,明显超过溶剂添加剂稳定性.
结论:
- 双不对称的固体添加剂是优化所有PSCs所有聚合物形态的一个有效策略.
- SL-1为环保制造高效和稳定的全PSC提供了有希望的进步.
- 这种方法克服了传统溶剂添加剂的局限性,为更耐用的有机太阳能电池铺平了道路.
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