在有机太阳能电池制造中降低溶剂的毒性,实现20%的效率
Rui Zeng1, Fei Han1, Wenkai Zhong1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Frontiers Science Center for Transformative Molecules, Shanghai Key Laboratory of Electrical Insulation and Thermal Aging, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|April 24, 2025
概括
研究人员开发了一种新的,环保的溶剂加工方法,用于有机光伏 (OPV). 这种方法在设备中实现了20.0%的功率转换效率 (PCE),在迷你模块中达到17.6%,增强了太阳能解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可再生能源技术可再生能源技术
- 有机电子 有机电子
背景情况:
- 薄膜有机光伏 (OPV) 为太阳能提供了一条可持续的道路,强调环境友好,高效率和成本效益.
- 对OPV设备和迷你模块工程准备技术的优化对于实际应用至关重要.
- 开发具有较低生态影响的溶剂加工方法是关键的研究重点.
研究的目的:
- 开发和优化高性能OPV的环保溶剂工程战略.
- 为了实现高功率转换效率 (PCE) 和稳定性在OPV设备和可扩展的迷你模块.
- 探索微尺度的图案,以提高光吸收和灵活的安装.
主要方法:
- 采用了一种使用双添加剂 (DIM和DIB) 的o-xylene (OXY) 的新型溶剂工程策略.
- 优化三元溶剂组成 (TCE:OXY) 用于处理OPV活性层.
- 制造和描述OPV设备和迷你模块,包括PCE,稳定性和微尺度图案.
主要成果:
- 在OPV设备中实现了20.0%的最佳功率转换效率 (PCE) (JSC=26.6 mA cm-2,VOC=0.935 V,FF=80.3%).
- 证明了特殊的运行稳定性,在15:00小时后保留了82%的初始性能.
- 使用优化的TCE:OXY (1:3v/v) 溶剂处理的可扩展迷你模块在18.4cm2的面积上达到17.6%的PCE.
- 集成了微尺度图案,改善了建筑集成光伏的光接收角度.
结论:
- 开发的无害环境溶剂系统显著提高了OPV的性能和稳定性.
- 这一战略代表了安全的基于溶剂的OPV的突破,实现了迷你模块的创纪录性能.
- 这些发现为OPV在可持续能源发电和建筑整合方面的实际,大规模应用铺平了道路.


