通过采用合金聚合物捐赠体,具有18.34%的效率的分层全聚合物太阳能电池
Hang Zhou1, Lu Zhang1, Hongyue Tian1
1Advanced Organic Materials and Devices Laboratory, School of Physical Science and Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing, 100044, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|February 7, 2025
概括
研究人员通过混合聚合物捐赠者来提高聚合物太阳能电池的效率. 这种方法可以提高分层全聚合物太阳能电池 (LA-PSC) 的功率转换效率 (PCE) 和激子利用率.
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:
- 层层的全聚合物太阳能电池 (LA-PSC) 是可再生能源的前景.
- 优化捐赠材料对于提高功率转换效率 (PCE) 至关重要.
研究的目的:
- 研究混合聚合物供体 (PBQx-TCl和PM1) 对LA-PSC的性能的影响.
- 了解混合供体系统中PCE改进背后的机制.
主要方法:
- 顺序旋转涂层方法制造正常和倒置的LA-PSCs.
- 在PBQx-TCl捐赠层中加入不同的PM1重量%.
- 设备性能的表征,包括PCE,短路电流 (JSC),开路电压 (VOC) 和填充因子 (FF).
- 使用外部量子效率 (EQE) 光谱差异分析激子解离和利用效率.
主要成果:
- 在PBQx-TCl捐赠层中加入30重量%的PM1改善了正常的LA-PSC PCE,从17.20%提高到18.34%.
- 混合的供体层 (PBQx-TCl:PM1) 形成合金状态,导致VOC增加和激子解离的改善.
- 在PBQx-TCl/PM1接口上增加了一个额外的激子解离通道,提高了激子利用效率.
- 在使用合金PBQx-TCl:PM1作为捐赠层的LA-PSC中,获得了超过6.6%的PCE改善.
结论:
- 将PBQx-TCl和PM1作为聚合物供体进行混合,可以显著提高LA-PSC的性能.
- 合金供体状态和改善聚合物界面上的激子解离是PCE改善的关键机制.
- 这一战略为开发高效的有机太阳能电池提供了可行的途径.
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