通过侧链工程优化非化环电子受体的混合性,以提高非化环电子受体的光伏性能
Yahui Bai1, Linwei Xie1, Zhihui Lin1
1State Key Laboratory of Powder Metallurgy, College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, Changsha 410083, P. R. China. hedancsu@csu.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|March 14, 2025
概括
研究人员通过调整非化环电子受体 (NFREAs) 来改进有机太阳能电池 (OSC). 修改侧链长度提高了混合能力,提高了功率转换效率 (PCE) 的12.11%.
科学领域:
- 有机电子学有机电子学
- 材料科学是一种材料科学.
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 非化环电子接受器 (NFREAs) 提供了具有成本效益的有机太阳能电池 (OSC) 制造.
- 基于NFREA的OSC显示功率转换效率 (PCE) 低于化环对应物,这是由于电荷传输和重组的差异.
- 捐赠者的形态:NFREA混合膜对充电动力学和设备性能产生了重大影响.
研究的目的:
- 合成具有不同基侧链长度的新型NFREAs,以优化捐赠者:NFREA的可混合性和膜形态.
- 研究侧链长度对OSC中电荷传输和再组合的影响.
- 通过形态控制来增强基于NFREA的OSC的PCE.
主要方法:
- 合成两个新型NFREAs,A1C4-Cl和A1C6-Cl,具有不同的基侧链长度.
- 使用PBDB-T作为捐赠体和合成的NFREAs制造和表征有机太阳能电池.
- 混合膜混合性,相位分离,电荷载体流动性和重组动态的分析.
主要成果:
- 与PBDB-T:A1C4-Cl相比,PBDB-T:A1C6-Cl混合物表现出更好的可混合性和有利的相位分离.
- 在PBDB-T:A1C6-Cl装置中观察到增强的电荷载体移动性和抑制的陷辅助重组.
- 短路电流密度 (JSC) 和填充因子 (FF) 的显著增加导致基于PBDB-T:A1C6-Cl的OSC的PCE为12.11%.
结论:
- 微调NFREAs的基侧链长度是一种有效的策略,可以控制捐赠者:NFREA的可混性,并优化混合物形态.
- 优化的形态导致增强的电荷传输和减少重组,显著提高OSC性能.
- 这种方法为改善基于NFREA的有机太阳能电池的PCE提供了一条途径.
更多相关视频
06:49In situ Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering on Roll-To-Roll Coating of Organic Solar Cells with Laboratory X-ray Instrumentation
Published on: March 2, 2021
6.2K
07:32Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization
Published on: January 29, 2017
10.3K
