BODIPY-库马林三合体作为15%以上效率的第三级非烯太阳能电池的接收器
Pengfei Li1, Tingting Gu1,2, Yi Fu1
1Jiangsu Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, College of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing, 210037, China.
为有机太阳能电池 (OSC) 开发了一种新的无烯受体BDP-2C. 使用BDP-2C的Ternary OSC由于提高了电荷传输和减少了重组,实现了15.09%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) 是一个有前途的可再生能源技术.
- 富勒烯衍生物传统上被用作OSC中的电子受体.
- 开发非富勒烯受体 (NFAs) 对于提高OSC性能和稳定性至关重要.
研究的目的:
- 为了合成和表征一种基于BODIPY-氨酸三合体的新型非融合烯无受体,命名为BDP-2C.
- 为了研究三元有机太阳能电池 (OSCs) 的性能,将BDP-2C作为客组件.
- 了解影响这些三元OSC的功率转换效率 (PCE) 的电荷动态和能量损失机制.
主要方法:
- 合成BDP-2C非富勒烯受体.
- 使用PM6:Y6主机系统与BDP-2C作为客户来制造和优化三元有机太阳能电池 (OSC).
- 对BDP-2C.的光学和能量水平特性 (带隙,HOMO,LUMO) 的表征.
- 三元OSC的性能评估,包括功率转换效率 (PCE) 和能量损耗分析.
主要成果:
- 合成的BDP-2C接受器具有1.51 eV的中等光学带隙和适当的能量水平 (HOMO: -5.50 eV,LUMO: -4.00 eV).
- 采用BDP-2C的优化三元OSC实现了高功率转换效率 (PCE) 的15.09%.
- 在三元OSC中观察到0.503 eV的低能量损失,归因于平衡的电荷传输,抑制的电荷重组,更短的电荷提取时间和延长的电荷载体寿命.
结论:
- 基于BODIPY氨酸的新型非合烯无受体,BDP-2C,有效提高三元有机太阳能电池 (OSC) 的性能.
- 在三元OSC中改进的PCE是优化充电动态的结果,包括平衡的传输和减少的重组.
- BDP-2C是开发高效率,无烯有机太阳能电池的有希望的材料.
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