用高沸点添加剂控制形态和提高稳定性,用于高效的有机太阳能电池
Shilong Xiong1, Yiwu Zhu1, Yunpeng Wang1
1Shenzhen Grubbs Institute and Department of Chemistry, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 17, 2025
概括
一种具有高沸点的新型添加剂1,2,4-三二烯 (1,2,4-TCB),显著提高有机太阳能电池 (OSC) 的性能和稳定性. 活性层纳米形态学的这一进步为商业化高效和持久的OSCs提供了一个有希望的途径.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 有机太阳能电池 (OSC) 对可再生能源至关重要,但它们的性能受到活性层纳米形态学的限制.
- 控制纳米形态是优化供体-接受体混合物特性和设备效率的关键.
研究的目的:
- 调查1,2,4-三二烯 (1,2,4-TCB) 在OSC中作为高沸点添加剂的使用.
- 为了比较1,2,4-TCB与常规添加剂1,8-二多 (DIO) 对OSC性能和稳定性的影响.
- 为了阐明由1,2,4-TCB引起的纳米形态变化.
主要方法:
- 放牧发生率广角X射线散射 (GIWAXS) 用于分析分子排序.
- 接触角测量以评估供体-接受体混合性.
- 设备制造和性能测试 (功率转换效率,PCE).
- 光稳定性和储存稳定性的测试.
主要成果:
- 与DIO相比,1,2,4-TCB增强了受体分子排序和供体-受体混合性.
- 使用1,2,4-TCB的OSC获得的PCE (18.80%) 比使用DIO (17.56%) 更高.
- 观察到优化的双连续互穿网络形态,改善了激子分离和电荷传输.
- 1,2,4-TCB设备显示显著改善光稳定性 (T80 = 981小时) 和存储稳定性 (T80 = 2708小时).
结论:
- 1,2,4-TCB等高沸点添加剂在优化OSC纳米形态方面是有效的.
- 1,2,4-TCB为提高OSC效率和长期稳定性提供了一种优越的策略.
- 这项研究为推进有机太阳能电池技术的商业化提供了可行的方法.
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