在20%的非化溶剂加工二元有机太阳能电池中,三重状态抑制能耗减少
Ruijie Ma1, Bosen Zou2, Yulong Hai3
1Department of Electrical and Electronic Engineering, Research Institute for Smart Energy (RISE), Photonic Research Institute (PRI), The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, 999077, China.
研究人员开发了一种新的不对称的小型分子接受器,用于有机太阳能电池 (OSC). 这种设计减少了能量损失,提高了非化溶剂处理设备的功率转换效率 (PCE).
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) 面临功率转换效率 (PCE) 的局限性,原因是能量损耗很高,特别是在非化溶剂处理系统中.
- 减少非辐射能量损失对于提高OSC性能至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成一个不对称的小分子接受器与二甲化末端组.
- 调查这种不对称设计对有机太阳能电池能耗,设备效率和稳定性的影响.
主要方法:
- 合成一个不对称的小分子受体 (BTP-eC9-4ClO) 与二甲化末端组.
- 使用新接受器的有机太阳能电池设备的制造和表征.
- 分析能量损失机制,包括非辐射能量损失和三重状态的形成.
- 在热下对设备稳定性的评估.
主要成果:
- 与其对称的对应物 (0.202 eV) 相比,不对称的接受器显著减少了非辐射能量损失,达到0.179 eV.
- 对于PM6:BTP-eC9-4ClO,设备效率提高了高达20%,获得了19.45%的认证PCE.
- 在不对称的受体中增强的电子移位抑制了三重状态的形成.
- 非对称接受器表现出更好的热稳定性,T80值在80°C时超过7800小时.
结论:
- 不对称的小分子接受器设计有效地减少了非化溶剂加工的OSC中的能量损失.
- 这种方法带来了最先进的设备性能和增强的操作稳定性.
- 这项研究强调了分子设计在推进有机太阳能电池技术方面的潜力.
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