特纳混合有机光伏具有高效率和稳定性通过能量转移和分子包装诱导的AD-DA小分子
Bin Chang1, Chung-Hao Chen1, Atsushi Yabushita2
1Department of Materials Science and Engineering, National Yang Ming Chiao Tung University, Hsinchu, 30010, Taiwan.
一种新的小分子添加剂通过改善光吸收和分子包装来增强有机光伏 (OPV). 这将提高功率转换效率高达16%,并显著提高三元混合装置的热稳定性.
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:
- 有机光伏 (OPV) 由于其灵活性和低制造成本,为基于的太阳能电池提供了一个有前途的替代方案.
- 结合第三个组件的三元混合OPV已成为进一步提高设备性能的战略.
- 开发高效和稳定的三元混合系统需要仔细选择供体,受体和添加材料.
研究的目的:
- 调查新型ADA型小分子DTP-2EH-IO2Cl作为三元混合OPV的第三个成分的影响.
- 评估DTP-2EH-IO2Cl对能量转移,分子包装,光吸收和设备性能的影响.
- 评估三元混合OPV的功率转换效率 (PCE) 和热稳定性的改进.
主要方法:
- 对AD-A小分子DTP-2EH-IO2Cl的合成和表征.
- 使用聚合物供体PM6和受体L8-BO,BTP-eC9或Y6制造三元混合OPV,第三个组成部分是DTP-2EH-IO2Cl.
- 性能表征包括功率转换效率 (PCE) 测量和热稳定性 (T80) 测试.
主要成果:
- 将DTP-2EH-IO2Cl纳入PM6:受体二进制混合物导致三进制混合物OPV,PCE从17.6%到19.2%不等,与二进制混合物相比,相对增加了14-16%.
- DTP-2EH-IO2Cl诱导了A-DA'D-A受体的能量转移和增强的分子包装,从而改善了光吸收和连贯长度.
- PM6:L8-BO:DTP-2EH-IO2Cl三元混合装置的热稳定性 (T80) 从二元混合的57小时显著提高到568小时.
结论:
- 刚性ADA型小分子DTP-2EH-IO2Cl是三元混合OPV的有效第三成分.
- DTP-2EH-IO2Cl通过促进能量转移和分子间包装来提高OPV性能,从而增加PCE和热稳定性.
- 这项研究表明,通过战略性使用小分子添加剂来优化OPV形态和性能的可行方法.
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